目前，对食品抗氧化剂的分类尚没有一个统一的标准。由于分类依据不同，就会产生不同的分类结果。
抗氧化剂按来源可分为人工合成抗氧化剂(如BHA、BHT、PG等)和天然抗氧化剂(如茶多酚、植酸等)。
抗氧化剂按溶解性可分为油溶性、水活性和兼溶性3类。油溶性抗氧化剂有BHA、BHT等；水溶性抗氧化剂有维生素C、茶多酚等；兼溶性抗氧化剂有抗坏血酸棕榈酸酯等。
抗氧化剂按照作用方式可分为自由基吸收剂、金属离子螯合剂、氧清除剂、过氧化物分解剂、酶抗氧化剂、紫外线吸收剂或单线态氧淬灭剂等。
自由基吸收剂主要是指在油脂氧化中能够阻断自由基连锁反应的物质，他们—般为酚类化合物，具有电子给予体的作用，如丁基清寂茴香醚、特丁基对苯二酚、生育酚等。
酶抗氧化剂有葡萄糖氧化酶、超氧化物歧化酶（SOD)、过氧化氢酶、谷胱甘肽氧化酶等酶制剂，它们的作用是可以除去氧(如葡萄糖氧化酶)或消除来自于食物的过氧化物(如SOD)等。目前我国未将这类酚抗氧化剂列入食品抗氧化剂范围内，而是编入酶制剂部分。