Antioksidanti ir vielas, kas, pēc dažu cilvēku domām, var aizsargāt šūnas no vēža rašanās, stabilizējot nestabilas molekulas, kas pazīstamas kā brīvie radikāļi, kas, domājams, veicina tādas slimības kā vēzis un sirds slimības. Dažādi pētījumi ir vērsti uz šo saistību starp antioksidantiem un vēzi, un šie pētījumi ir devuši dažādus rezultātus. Atšķirība starp secinājumiem ir likusi dažiem cilvēkiem zinātnieku aprindās apšaubīt antioksidantu piedevu lietošanas efektivitāti, mēģinot apkarot vai novērst vēzi.
Organismā antioksidanti darbojas kā aizsardzība pret brīvo radikāļu kaitīgo ietekmi. Brīvie radikāļi ir nestabili, tāpēc tie var bojāt šūnas, olbaltumvielas un citus ģenētiskos materiālus, piemēram, DNS, tādējādi radot daudzas ar veselību saistītas problēmas. Ir zināms, ka enzīmi, kas ir ķermeņa proteīni, satur antioksidantus, kā arī tādas uzturvielas kā A, C un E vitamīni, selēns un beta karotīns. Dažu pētījumu laikā šīs uzturvielas tika dotas pacientiem, lai izpētītu saistību starp antioksidantiem un vēzi.
Deviņdesmitajos gados vēža profilakses pētījumos tika pētīta antioksidantu kombinācijas ietekme, kas tika dota veseliem vīriešiem un sievietēm, kuri tika uzskatīti par ievērojamu kuņģa vēža attīstības risku. Rezultāti liecināja, ka antioksidantu papildināšana ievērojami samazināja kuņģa un citu vēža veidu iespējamību. Līdz ar to tika izveidota saikne starp antioksidantiem un vēža profilaksi.
Turpretim citi pētījumi, kas veikti ar vīriešu kārtas smēķētājiem 1990. gadu vidū, parādīja, ka plaušu vēža biežums ievērojami palielinājās, lietojot beta karotīnu. Tika konstatēts, ka E vitamīna papildināšanai nebija ne kaitīgas, ne labvēlīgas ietekmes uz izlases grupu. Rezultātā saistība starp antioksidantiem un vēža profilaksi kļuva apšaubāma, un kopš tā laika klīniskie pētījumi ir mēģinājuši turpināt analizēt un novērtēt šīs attiecības.
Daudzi krūts vēža slimnieki uzskata, ka, lietojot antioksidantu piedevas, viņi tiks pasargāti no atkārtotiem audzējiem un ka var mazināt krūts vēža ārstēšanas blakusparādības. Tomēr daži onkologi uzskata, ka sievietēm, kuras saņem dažas ķīmijterapijas zāles un staru terapiju, ārstēšanas laikā jāizvairās no šo piedevu lietošanas, jo tās var nelabvēlīgi ietekmēt rezultātus. Radiācijas terapija un dažas ķīmijterapijas zāles darbojas, palīdzot ražot brīvos radikāļus, kas var uzbrukt vēža šūnām. Ir zināms, ka antioksidanti iznīcina brīvos radikāļus, tāpēc daži medicīnas darbinieki uzskata, ka uztura bagātinātāji var traucēt ārstēšanu.