W klasycznym ujęciu przeciwutleniacze to substancje chroniące komórki przed uszkodzeniami powodowanymi przez rodniki tlenowe/stres oksydacyjny. Rozróżnia się mechanizmy „enzymatyczne” i „nieenzymatyczne”. Enzymatyczne enzymy ochronne to różne enzymy, które mogą bardzo specyficznie neutralizować szkodliwe związki. Należą do nich na przykład katalaza do neutralizacji nadtlenku wodoru lub dysmutaza ponadtlenkowa do neutralizacji bardzo agresywnych anionów ponadtlenkowych. Enzymy te do wykonywania swoich zadań wymagają cynku, selenu czy manganu.
Drugą grupą składników aktywnych przeciwutleniająco, zwanych klasycznymi zmiataczami rodników, są takie związki jak witamina C, E, glutation czy koenzym Q10. Wysokie dawki rozpuszczalnej w wodzie witaminy C i rozpuszczalnej w tłuszczach witaminy E mogą bezpośrednio neutralizować wolne rodniki, uwalniając elektrony, redukując agresywne związki tlenu i przekształcając je w ten sposób w stabilną i nie uszkadzającą komórek formę. Ponadto witamina C może regenerować utlenioną („zużytą”) witaminę E. Szczególnie ważny w tej grupie jest koenzym Q10, który pełni swoją funkcję na wewnętrznej błonie mitochondrialnej, czyli w tym miejscu wewnątrz komórki, gdzie w ramach łańcucha oddechowego może powstawać szczególnie duża liczba wolnych rodników, z których celem jest wytwarzanie energii np. podczas ćwiczeń.