Антиоксиданты либо непосредственно связывают свободные радикалы (прямые антиоксиданты), либо стимулируют антиоксидантную систему тканей (непрямые антиоксиданты).

Антиоксиданты прямого действия можно разделить на '''пять основных категорий''':

*доноры протона;

*полиены;

*катализаторы;

*ловушки радикалов;

*комплексообразователи.

К ним относят вещества с легкоподвижным атомом водорода.

''Основной представитель:'' билирубин.

Это вещества с несколькими ненасыщенными связями. Способны взаимодействовать с различными свободными радикалами, ковалентно присоединяя их по двойной связи. Обладают невысокой антиоксидантной активностью, но сочетание с антиоксидантами - донорами протона (при условии более высокой молярной концентрации последних) приводит к синергичному усилению антиоксидантного эффекта смеси.

''Основные представители'': [[ретиноиды]] (ретиналь, ретиноевая кислота, ретинол и его эфиры) и каротиноиды (каротины, ликопин, спириллоксантин, астацин, астаксантин).

Эти антиоксиданты эффективны в низких концентрациях.

Большинство веществ являются селенопротеинами. Эффективны для снижения интенсивности ПОЛ.

К этой группе антиоксидантов относят вещества, образующие при взаимодействии со свободными радикалами аддукты радикальной природы с ограниченной реакционной способностью.

Типичные представители ловушек радикалов - нитроны, в частности фенилтретбутилнитрон, эффективно связывающие супероксидные и гидроксильные радикалы.

Типичными представителями являются этилендиаминтетра-уксусная кислота (ЭДТА), десфероксамин и [[карнозин]].