Antioxidantvitaminer stabiliserar inte fria radikaler. Istället donerar de en elektron till den fria radikalen, vilket gör den till en mer stabil molekyl som orsakar mindre cellskador. Olika antioxidantvitaminer har olika kemiska egenskaper som gör att de kan åstadkomma detta. Till exempel kommer C-vitamin att donera en elektron från dess hydroxyl (-OH) och i processen kommer dess dubbelbindning att ändras till en enkelbindning. Vitamin A och vitamin E, som är tokoferoler, fungerar båda på liknande sätt, donerar en elektron från sin hydroxylgrupp och ändrar en dubbelbindning till en enkelbindning. De donerar flera elektroner när deras multipla dubbelbindningar ändras till enkelbindningar.
