食品防腐剂抗氧化剂作为食品添加剂可以帮助对抗食品变质。暴露在空气和阳光下是食物氧化的两大因素，所以为此可以将食物避光保存和存放在密封容器中，或者像黄瓜那样涂蜡包裹储藏。然而，氧气对于植物的呼吸作用也是十分重要的，将植物类食品在厌氧环境下存放后会产生难闻的气味和难看的颜色，所以新鲜的水果和蔬菜一般都储放在含8%氧气的环境下。
抗氧化剂是一类十分重要的防腐剂，不同于由细菌和真菌造成的食品变质，冰冻或冷藏食物仍然能被相对较快的氧化。这些有抗氧化作用的防腐剂包括天然的维生素C和维生素和人工合成的没食子酸丙酯、TBHQ、BHT和丁基羟基茴香醚。
不饱和脂肪酸是最常见的易被氧化的分子；氧化会引起它们的酸败。
由于氧化后的脂类变色并产生类似金属或硫磺的味道,所以防止富含脂肪食品的氧化是非常重要的。因此这些含脂食物很少通过风干存放，而是代之以烟熏、盐渍或发酵的方法来储藏。即使是一些脂肪较少的食物比如水果在用空气干燥之前也喷撒含硫抗氧化剂。氧化反应经常需要金属催化，这就是为何像黄油这类的脂肪从不用铝箔包裹或存放在金属容器中的原因。
一些含脂食物比如橄榄油由于食物本身就含有天然抗氧化剂所以能部分避免氧化，但仍然对光氧化很敏感。一些脂类化妆品比如唇膏、润肤膏也需要加入抗氧化防腐剂避免酸败。
工业用途抗氧化剂通常添加到工业产品中，一个常见的用途就是作为燃料和润滑剂的稳定剂防止氧化，也可加在汽油中起到防止聚合从而避免引擎积垢形成的目的。
2007年，工业抗氧剂的全球市场总量达到88万吨，这创造了大约37亿美元（约合24亿欧元）的收入。
抗氧化剂广泛用于高分子聚合物诸如橡胶、塑料和粘合剂中，用于防止聚合物材料因氧化降解而失去强度和韧性。像天然橡胶和聚丁二烯这类聚合物的分子主链中都有碳碳双键，它们特别易受氧化和臭氧化反应的破坏而发生断裂，而抗氧化剂和抗臭氧化剂（Antiozonant）则能使其受到保护。
随着材料的降解和主链的断裂，固体聚合物材料外露的表面开始出现裂纹。由氧化和臭氧氧化产生的裂纹会有所区别，前者产生碎石路状的裂纹效果（"crazypaving"effect），后者则是在拉伸应变的垂直方向上出现更深的裂纹。聚合物的氧化和紫外线照射下的降解经常是有关联的，主要是因为紫外线辐照会使化学键断裂产生自由基。
产生的自由基与氧气反应产生过氧自由基会以链式反应的方式引起进一步的破坏。其它聚合物包括聚丙烯和聚乙烯也易受氧化的影响，前者对于氧化更为敏感是因为其主链的重复单元中存在仲碳原子，形成的自由基相比伯碳原子的自由基更为稳定，所以更易受到进攻而氧化。
聚乙烯的氧化往往发生在链中的薄弱环节处，比如低密度聚乙烯中的支链点上。
燃料添加剂成分
应用
AO-22
N,N'-二仲丁基对苯二胺
汽轮机油、变压器油、液压油、蜡和润滑油
AO-24
N,N'-二仲丁基对苯二胺
低温油
AO-29
2,6-二叔丁基对甲酚
汽轮机油、变压器油、液压油、蜡和润滑油
AO-30
2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚
航空煤油、汽油包括航空汽油
AO-31
2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚
航空煤油、汽油包括航空汽油
AO-32
2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚和2，4-二甲基-6-叔丁基苯酚
航空煤油、汽油包括航空汽油
AO-37
2,6-二叔丁基苯酚
航空煤油和汽油,也适用于大部分航空燃料
。
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