Antioksidantit ovat aineita, joiden uskotaan voivan suojata soluja syövältä vakauttamalla epävakaita molekyylejä, joita kutsutaan vapaiksi radikaaleiksi ja joiden uskotaan edistävän sairauksia, kuten syöpää ja sydänsairauksia. Eri tutkimukset ovat keskittyneet tähän antioksidanttien ja syövän väliseen suhteeseen, ja nämä tutkimukset ovat tuottaneet erilaisia tuloksia. Johtopäätösten välinen ero on johtanut siihen, että jotkut tiedeyhteisön ihmiset kyseenalaistavat antioksidanttilisän käytön tehokkuuden syövän torjunnassa tai ehkäisyssä.
Kehossa antioksidantit toimivat puolustuksena vapaiden radikaalien haitallisilta vaikutuksilta. Vapaat radikaalit ovat epävakaita, joten ne voivat vahingoittaa soluja, proteiineja ja muita geneettisiä materiaaleja, kuten DNA: ta, mikä johtaa moniin terveyteen liittyviin ongelmiin. Entsyymien, jotka ovat proteiineja kehossa, tiedetään sisältävän antioksidantteja, samoin kuin ravintoaineita, kuten A-, C- ja E -vitamiineja, seleeniä ja beetakaroteenia. Joidenkin tutkimusten aikana näitä ravintoaineita on annettu potilaille antioksidanttien ja syövän välisen suhteen selvittämiseksi.
1990 -luvun aikana syövän ehkäisytutkimuksessa tutkittiin antioksidanttien yhdistelmän vaikutuksia terveille miehille ja naisille, joiden katsottiin olevan merkittävässä riskissä sairastua mahasyöpään. Tulokset viittasivat siihen, että antioksidanttilisä vähentää merkittävästi mahalaukun ja muiden syöpien todennäköisyyttä. Näin ollen antioksidanttien ja syövän ehkäisyn välille luotiin yhteys.
Sitä vastoin muut 1990-luvun puolivälissä miehillä tupakoiville tehdyt tutkimukset osoittivat, että keuhkosyövän esiintyvyys lisääntyi merkittävästi beetakaroteenilisän myötä. E -vitamiinilisällä ei havaittu olevan haitallista eikä hyödyllistä vaikutusta näyteryhmään. Tämän seurauksena antioksidanttien ja syövän ehkäisyn välinen suhde tuli kyseenalaiseksi, ja kliiniset tutkimukset ovat sittemmin yrittäneet analysoida ja arvioida tätä suhdetta edelleen.
Monet rintasyöpään sairastuneet uskovat, että kun he käyttävät antioksidantteja, heidät suojataan toistuvilta kasvaimilta ja että rintasyövän hoidon sivuvaikutuksia voidaan lievittää. Jotkut onkologit kuitenkin uskovat, että joidenkin kemoterapialääkkeiden ja sädehoidon saavien naisten tulisi välttää näiden lisäravinteiden käyttöä hoidon aikana, koska niillä voi olla haitallinen vaikutus tuloksiin. Sädehoito ja jotkin kemoterapialääkkeet auttavat tuottamaan vapaita radikaaleja, jotka voivat hyökätä syöpäsoluihin. Antioksidanttien tiedetään tuhoavan vapaita radikaaleja, joten joidenkin lääketieteen ammattilaisten mielestä lisäravinteet voivat häiritä hoitoa.