蜂蜜作為壹種天然營養素，含有多種酚類化合物，可作為氫供體，直接與氧自由基結合，清除氧自由基，抑制某些酶的活性，從而抑制氧自由基的活性。蜂蜜中含有的多種氨基酸可能與清除自由基有關。研究發現，蜂蜜中的脯氨酸含量與清除自由基的能力顯著相關。另外，蜂蜜中的SOD(超氧化物歧化酶)也是蜂蜜抗氧化的原因之壹。蜂蜜中含有生育酚(維生素E)、抗壞血酸(維生素C)、β-胡蘿蔔素(克雷恩，1975)，都是抗氧化劑。此外，蜂蜜中含有過氧化氫酶和過氧化物酶，在某些情況下可以清除過氧化氫，也有抗氧化作用。美國伊利諾伊大學食品科學與人類營養系教授恩格爾斯和麥基在2002年發表的壹篇文章中指出，每克蜂蜜的抗氧化劑含量為3 ~ 17單位，每克果蔬的抗氧化劑含量為0.5 ~ 16單位，說明蜂蜜的抗氧化劑含量與果蔬相當。
加州大學營養系教授施拉姆和基恩在2002年發表的壹篇文章中指出，蜂蜜可以運輸抗氧化劑，保護人體健康。他們指出，自由基和活性氧促進人類衰老，並導致癌癥和心血管疾病等多種疾病。人類可以通過吸收食物中的抗氧化劑來保護自己免受活性氧的傷害。每克蜂蜜可以提供高達2毫克的酚類抗氧化劑。此外，多種蜂蜜還提供少量的維生素抗氧化劑，如維生素c，研究表明，蜂蜜中的酚類抗氧化劑是生物可利用的，可以保護人體健康。建議在食品加工中用蜂蜜代替部分糖，可以有針對性地提高人體攝入的抗氧化劑總量。
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