Son sustancias que se oxidan antes que las grasas y las protegen del enranciamiento, perdiendo su actividad una vez oxidadas.

Están presentes de manera natural en las grasas crudas (como los aceites de oliva vírgenes), frutas y verduras, pero también pueden añadirse en ciertos casos como aditivos alimentarios a grasas refinadas. Hay antioxidantes naturales (como los tocoferoles o algunos extractos de plantas aromáticas) y sintéticos (como el butilhidroxianisol o el butilhidroxitolueno). 

La velocidad de oxidación depende de la temperatura, de manera que las grasas que se utilizan a alta temperatura, como en la fritura, necesitan la presencia de antioxidantes estables en esas condiciones de trabajo. Los antioxidantes ven potenciada su actuación cuando están presentes otros compuestos denominados sinérgicos o sinergistas de los antioxidantes, sustancias que o bien regeneran la forma activa del antioxidante o bien eliminan del medio sustancias prooxidantes que favorecen la oxidación (como ciertos metales pesados: hierro, cobre…).