Darunter versteht man in der Medizin solche Stoffe, die freie Radikale unschädlich machen. Zu den Antioxidantien gehören insbesondere: Vitamin E, Vitamin C, Flavonoide und Beta- Karotin, aber auch Mangan und Selen. Antioxidantien schützen Lipide vor Peroxydbildung und wirken damit prophylaktisch gegen Arteriosklerose und bis zu einem gewissen Grad vor Kanzerogenese, wirken aber auch als Alterungsschutz für die Haut und andere Organe, indem sie die DNS gegen oxydative Schädigung schützen. Siehe auch unter Antiaging. Antioxidantien spielen auch bei der Konservierung von Lebensmitteln und Kosmetika sowie vielen chemisch-technischen Produkten (z.B. Kunststoffen und Gummi) eine wichtige Rolle.
