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抗氧化劑（ Antioxidants）是阻止氧氣不良影響的物質。它是一類能幫助捕獲并中和自由基，從而祛除自由基對人體損害的一類物質。
抗氧化劑是指能防止或延緩食品氧化，提高食品的穩定性和延長貯存期的食品添加劑。抗氧化劑的正確使用不僅可以延長食品的貯存期、貨架期，給生產者、消費者帶來良好的經濟效益，而且給消費者帶來更好的食品安全。

對于生物體的代謝有一種自相矛盾的情況，雖然大部分地球上的生物需要氧氣來維持生存，但同時氧氣又是一種高反應活性的分子，可以通過產生活性氧物質破壞生物體。所以生物體中建立了一套由抗氧化的代謝產物和酶構成的復雜網絡系統，通過有抗氧化作用的代謝中間體和產物與酶之間的協同配合使得重要的細胞成分比如DNA、蛋白質和脂類免受氧化損傷。抗氧化系統大體上通過兩種方式實現抗氧化作用，一種是通過阻止活性氧物質的產生來實現的，另一種是在這些活性物質對細胞的重要成分造成損傷之前清除它們來達到抗氧化作用的。然而這些活性氧物質也有重要的細胞功能，比如在生化反應中充當氧化還原信號分子。因此生物體中抗氧化系統的作用不是氧化性物質地全部清除，而是將這些物質保持在適當的水平。
在細胞內產生的活性氧物種包括過氧化氫()、次氯酸()、自由基例如羥基自由基(·OH)和超氧化物陰離子() 。羥基自由基特別不穩定，能無特異性地迅速與大多數生物分子反應。這類物種主要是由金屬催化過氧化氫還原（比如芬頓反應）產生的。這些氧化劑通過引發鏈反應比如脂質的過氧化反應、或氧化DNA和蛋白質破壞細胞。受到損害的DNA如果沒有得到修復會引起突變、誘發癌癥。對蛋白質造成的損傷會使酶的活性受到抑制、蛋白質發生變性或降解。

多吃水果和蔬菜的人患心臟病和一些神經疾病的風險更低，也有證據顯示一些蔬菜和水果可能降低患癌癥的風險。因為水果和蔬菜是營養素和植生素的來源，由此推測抗氧化化合物可能會降低罹患一些疾病的風險。這個推斷通過幾種有限的方式進行了臨床試驗，結果顯示此觀點似乎不能成立，因為試驗顯示補充抗氧化劑對降低患某些慢性疾病比如癌癥和心臟病的風險沒有明顯的效果。這暗示了從食用蔬菜和水果所帶來的健康益處來源于水果和蔬菜中的其他成分（比如膳食纖維）或來自一個復雜的混合成分。比如富含黃酮的食物具有的抗氧化效果似乎應歸功于食物中的果糖而非食物本身所含的抗氧化劑，果糖起了誘導體內增加合成抗氧化劑尿酸的作用。