As lesões causadas pelos radicais livres nas células podem ser prevenidas ou reduzidas por meio da atividade de antioxidantes, sendo estes encontrados em muitos alimentos. Os antioxidantes podem agir diretamente na otimização da ação dos radicais livres ou participar indiretamente de sistemas enzimáticos com essa função.

Os isotiacianatos e indóis são compostos antioxidantes que estão presentes em crucíferas, tais como brócolis, couve-flor, couve-de-bruxelas, couve e repolho. Esses compostos inibem a mutação do RNA, que predispõe algumas formas de câncer.

As xantofilas são sintetizadas a partir dos carotenos, por meio de reações de hidroxilação e epoxidação. O β-caroteno e o licopeno são exemplos de carotenos, enquanto a luteína e a zeaxantina são xantofilas. Dos mais de 600 carotenoides conhecidos, aproximadamente 50 são precursores da vitamina A.

Os alimentos sulfurados e nitrogenados são compostos inorgânicos usados na proteção contra a carcinogênese e mutagênese, sendo ativadores de enzimas na detoxificação do fígado.

As propriedades anticarcinogênicas dos vegetais crucíferos como repolho, brócolis, rabanete, palmito e alcaparra são atribuídas ao seu conteúdo relativamente alto de antocianinas.