Denizden karasal yaşama evrime uyum sağlamak için karasal bitkiler, deniz yaşamında bulunmayan C vitamini, polifenoller ve tokoferoller gibi antioksidanlar üretmeye başladılar.
50 ila 200 milyon yıl önce anjiyospermlerin evrimi sırasında, fotosentezin bir yan ürünü olan reaktif oksijen türlerine karşı korunmak için kimyasal bir araç olarak - özellikle Jurassic döneminde) birçok antioksidan doğal pigment geliştirildi. Başlangıçta, antioksidan terimi özellikle oksijen tüketimini önleyen bir kimyasal sınıfına atıfta bulunmuştur. 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında, metal korozyonu önleme, kauçuğun vulkanizasyonu ve yakıt polimerizasyonunun neden olduğu içten yanmalı motorların kirlenmesi gibi önemli endüstriyel süreçlerde antioksidan kullanımına odaklanmıştır.
Biyolojik antioksidanlar üzerine erken araştırmalar, doymamış yağ asitlerinin oksidasyonunun neden olduğu ranansı önlemek için antioksidanların nasıl kullanılacağına odaklanmıştır. Antioksidan aktivite, oksijenli bir kapalı kapa yerleştirildikten sonra bir yağ parçasının oksidasyon oranını ölçmek için basit bir yöntemle ölçülebilir. Bununla birlikte, A, C ve E vitaminlerinin antioksidan etkilerinin keşfi ve doğrulanmasıyla insanlar, antioksidanların organizmaların biyokimyasal rolünde önemini fark ettiler. Antioksidan aktivitesi olan maddelerin kolayca oksitlenebileceği kabul edildiğinde, antioksidanların olası etki mekanizmasının araştırılması başladı. E vitamininin lipit peroksidasyonunu nasıl önlediğini inceleyerek, antioksidanların, ajanları azaltma olarak, reaktif oksijen türleri tarafından hücrelere zarar vermekten kaçınmak için reaktif oksijen türleriyle reaksiyona girdikleri ve böylece antioksidan etkiye ulaştığı açıklığa kavuşturuldu.