大剂量服用水溶性抗氧化剂比如维生素C时很少考虑它们的毒性，这是因为这些化合物能通过尿液迅速排出体外。大剂量服用某些抗氧化剂对健康有长期的危害影响，食品抗氧化剂，β-胡萝卜素和维生素A对肺癌患者的疗效试验研究发现给吸烟者大量补充含β-胡萝卜素和维生素A的物质会增加他们患肺癌的几率，随后的一些研究也证实了这些不良影响。由于不同的抗氧化剂对各种活性氧物种的反应活性不同，抗氧化剂，所以衡量抗氧化剂的抗氧化性不是一个简单的过程。在食品科学中，抗氧化能力指数（oxygen radical absorbance capacity，ORAC）已经成为衡量食品、果汁和添加剂抗氧化能力的主要主要标准 。其他的一些测定方法包括Folin-Ciocalteu试剂法和等效抗氧化容量分析法（Trolox equivalent antioxidant capacity assay）。