Polifenoller, zeytinyağında bulunan doğal antioksidan bileşiklerdir ve bu bileşikler yağın hem kalitesini hem de sağlık üzerindeki olumlu etkilerini belirler. Polifenoller, vücutta serbest radikallerin yol açtığı hücre hasarlarını engelleyerek kanser, kalp hastalıkları ve inflamasyon gibi kronik rahatsızlıkların riskini azaltır. Ayrıca, zeytinyağının acımsı ve biberimsi tatları büyük ölçüde polifenol seviyesine bağlıdır. Yüksek polifenol içeriği, yağın oksidasyona karşı direncini artırır ve raf ömrünü uzatır. Zeytin türü, hasat zamanı ve üretim yöntemi polifenol miktarını etkiler; erken hasat ve soğuk sıkım yağlarda polifenol oranı daha yüksektir. Bu yüzden sağlık açısından maksimum fayda için yüksek polifenollü natürel sızma zeytinyağı tercih edilmelidir.