Zeytinyağı, özellikle natürel sızma türü, kalp-damar sağlığını koruyan en etkili besinlerden biridir. Yapılan çok sayıda bilimsel araştırma, zeytinyağının LDL kolesterolü düşürüp HDL kolesterolü artırdığını, damar sertliği riskini azalttığını göstermiştir. İçerdiği tekli doymamış yağ asitleri ve polifenoller, inflamasyonu azaltır ve kan basıncını düzenler. Akdeniz diyeti kapsamında zeytinyağının düzenli tüketimi, kalp krizi, felç ve metabolik sendrom risklerini anlamlı biçimde düşürür. Bu etkiler, hem koruyucu hem de tedavi destekleyici olarak kabul edilmektedir.