β-胡蘿卜素的抗氧化性主要表現(xiàn)為它具有清除自由基的能力。β-胡蘿卜素分子中含有多個(gè)雙鍵，在光、熱、氧氣及活潑性較強(qiáng)的自由基離子的存在下，易被氧化，從而保護(hù)機(jī)體不被破壞。生物體中存在大量的脂質(zhì)過氧化和自由基反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞功能的下降，機(jī)體的衰老以及疾病的發(fā)生，β-胡蘿卜素的存在可減少脂質(zhì)過氧化。因此，類胡蘿卜素可以清除自由基以及淬滅單線態(tài)氧的活性受到了普遍的關(guān)注。

在人體正常的新陳代謝過程中也會(huì)產(chǎn)生活性氧，活性氧具有不穩(wěn)定性和高能水平，可將能量迅速傳遞給其它分子而產(chǎn)生自由基。自由基由于含有不成對(duì)的電子，所以性質(zhì)異常活躍，它可損傷核酸、蛋白質(zhì)、細(xì)胞膜、細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞突變或死亡，從而引起人體早衰。日益增加的證據(jù)表明與衰老過程相關(guān)聯(lián)的多種缺陷是細(xì)胞內(nèi)的多點(diǎn)位氧化損傷積累的直接后果。例如心血管疾患的發(fā)病機(jī)理之一是低密度脂蛋白的氧化損傷而導(dǎo)致的；一些光化學(xué)對(duì)晶體所造成的損傷會(huì)導(dǎo)致白內(nèi)障的形成等。而β-胡蘿卜素具有多個(gè)雙鍵是一種有效的抗氧化劑，能傳遞高能量從而使活性氧變成穩(wěn)定的氧分子?，F(xiàn)已知1分子β-胡蘿卜素可抑制1000個(gè)分子的活性氧，同時(shí)還可作為一種弱氧化劑直接與自由基反應(yīng)，阻止自由基的連鎖反應(yīng)，從而減少它對(duì)細(xì)胞的損傷。馬愛國(guó)在探討抗氧化營(yíng)養(yǎng)對(duì)DNA氧化損傷保護(hù)作用時(shí)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)連續(xù)服用β-胡蘿卜素、維生素E和維生素C，可顯著降低由過氧化氫誘發(fā)DNA的損傷。