Zeytinyağı, doğal antioksidanlar bakımından oldukça zengindir. En önemli bileşenlerinden biri olan E vitamini, serbest radikallerin hücre zarlarına zarar vermesini engeller ve yaşlanma sürecini yavaşlatır. Bunun yanı sıra polifenoller, flavonoidler ve hidroksitirosol gibi fenolik bileşikler, güçlü antioksidan aktiviteleriyle oksidatif stresi azaltır. Oksidatif stres, kronik hastalıkların temel sebeplerinden biridir ve hücrelerde DNA hasarına yol açabilir. Zeytinyağı bu etkileri azaltarak kalp damar hastalıkları, kanser, nörodejeneratif hastalıklar gibi pek çok hastalığın gelişme riskini azaltır. Ayrıca, bu bileşikler bağışıklık sistemini güçlendirir ve hücre yenilenmesini destekler, bu da genel sağlığın korunmasına katkıda bulunur.