抗氧化剂（ Antioxidants）是阻止氧气不良影响的物质。 它是一类能帮助捕获并中和自由基，从而祛除自由基对人体损害的一类物质。

抗氧化剂是指能防止或延缓食品氧化，提高食品的稳定性和延长贮存期的食品添加剂。抗氧化剂的正确使用不仅可以延长食品的贮存期、货架期，给生产者、消费者带来良好的经济效益，而且给消费者带来更好的食品安全。

对于生物体的代谢有一种自相矛盾的情况，虽然大部分地球上的生物需要氧气来维持生存，但同时氧气又是一种高反应活性的分子，可以通过产生活性氧物质破坏生物体。所以生物体中建立了一套由抗氧化的代谢产物和酶构成的复杂网络系统，通过有抗氧化作用的代谢中间体和产物与酶之间的协同配合使得重要的细胞成分比如DNA、蛋白质和脂类免受氧化损伤。抗氧化系统大体上通过两种方式实现抗氧化作用，一种是通过阻止活性氧物质的产生来实现的，另一种是在这些活性物质对细胞的重要成分造成损伤之前清除它们来达到抗氧化作用的 。然而这些活性氧物质也有重要的细胞功能，比如在生化反应中充当氧化还原信号分子。因此生物体中抗氧化系统的作用不是氧化性物质彻底地全部清除，而是将这些物质保持在适当的水平。
 在细胞内产生的活性氧物种包括过氧化氢(H2O2)、次氯酸(HClO)、自由基例如羟基自由基(·OH)和超氧化物阴离子(O2) 。羟基自由基特别不稳定，能无特异性地迅速与大多数生物分子反应。这类物种主要是由金属催化过氧化氢还原（比如芬顿反应）产生的 。这些氧化剂通过引发链反应比如脂质的过氧化反应、或氧化DNA和蛋白质破坏细胞。受到损害的DNA如果没有得到修复会引起突变、诱发癌症。对蛋白质造成的损伤会使酶的活性受到抑制、蛋白质发生变性或降解。

人体新陈代谢产生能量的过程中需要消耗氧气生成活性氧物种。这个过程中，电子传递链的几个步骤能产生副产物超氧化物阴离子。特别重要的是复合物III中的辅酶Q在被还原的过程中会变成了高活性的自由基中间体（Q·）。这种不稳定的中间体会发生电子的“泄漏”（丢失电子），“泄漏”的电子跳出正常的电子传递链，直接将氧分子还原生成超氧负离子。过氧化物也可以由还原态的黄素蛋白比如复合体Ⅰ的氧化产生。然而，尽管这些酶会生成氧化剂，但是不清楚电子传递链相比其他同样可以产生过氧化物的生化过程是否更为重要。在植物、藻类和蓝菌进行光合作用的过程中尤其是在高辐照强度下，同样会产生活性氧物种，但是类胡萝卜素作为光保护剂吸收过度强光保护细胞，藻类、蓝菌中所含的大量碘和硒也能抵消高辐照强度对细胞造成的氧化损伤,类胡萝卜素、碘和硒作为抗氧化剂通过与被过度还原的光合反应中心反应避免活性氧物种的产生。