花青素通常具有一定的抗氧化作用。其抗氧化能力主要来源于分子结构中的多酚羟基，能够帮助清除体内多余的自由基，减缓氧化损伤。
花青素可以通过直接中和自由基来减少氧化反应的发生。自由基是体内代谢产生的活性分子，过量时会攻击细胞结构，而花青素中的活性成分能与之结合，形成稳定物质。这种作用在深色果蔬中尤为明显，如蓝莓表皮的花青素含量与其抗氧化活性呈正相关。实验数据显示，其清除DPPH自由基的能力可达70%以上。
该物质还能通过调节抗氧化酶系统增强细胞防御机制。花青素可激活超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶等内源性抗氧化酶的表达。动物实验表明，摄入花青素的小鼠肝脏中这些酶的活性可提升20-35%，有效减轻氧化应激对肝细胞的损害。
日常可通过食用紫薯、黑枸杞等天然食物补充花青素，建议每日摄入50-100克此类食物。需要注意的是，食物中的花青素含量受品种、储存方式影响较大，紫薯煮熟后保留率约60-80%，而果汁加工可能导致30%以上的损失。对于存在慢性疾病或特殊健康状况者，应在营养师指导下制定摄入计划。