由于抗氧化剂具有保护皮肤免受各种环境因素和内在老化过程所带来损害的潜力，因此广泛地被加入到化妆品配方中。在过去的四分之一世纪中，人们对氧化应激和自由基在细胞损伤中作用的理解已经显著进步，从而促使了口服及外用抗氧化剂使用的激增。将它们纳入护肤产品的理由根植于其中和这些反应性氧化物质的能力，从而减轻它们对皮肤细胞和结构的有害影响。
自由基是不稳定的分子，带有未配对的电子，透过暴露于紫外线（UV）辐射、污染及新陈代谢过程在皮肤中生成的。这些自由基能引发连锁反应，损害细胞成分，如DNA、蛋白质（包括胶原蛋白和弹性蛋白）及脂质。这种损害会导致可见的老化迹象，包括皱纹、细纹、弹性丧失和色素沉着过度，统称为光老化。抗氧化剂作为清除剂，提供电子来稳定自由基，自己不变得有害，从而中断损害的连锁反应。
在化妆品配方中使用了多种抗氧化成分，每种成分都有其独特的性质和作用机制。一些常用的抗氧化剂包括维生素C、E和A，以及类胡萝卜素。
维生素C（抗坏血酸）是一种强效的水溶性抗氧化剂，在胶原蛋白合成中起着至关重要的作用，还可以帮助提亮肌肤。它能够保护皮肤免受紫外线引起的损害并减少色素沉着。然而，由于维生素C在光和氧气的存在下不稳定，进行维生素C配方是具有挑战性的。为了克服这种限制，配方中常使用各种稳定的维生素C衍生物。
维生素E（生育醇）是一种脂溶性抗氧化剂，存在于细胞膜中，保护它们免受脂质过氧化的影响，这是自由基损伤中的关键过程。它还具有保湿和抗炎特性。维生素E通常与维生素C一起使用，因为它们可以协同作用以提供增强的抗氧化保护。
维生素A（视黄醇及其衍生物），虽然主要以调控细胞生长和分化的作用闻名，但也具有抗氧化特性。类维生素A能帮助改善皮肤纹理、减少皱纹，并解决色素沉着问题。它们在皮肤中转化为视黄酸，这是与核受体互动的活性形式。
类胡萝卜素，如β-胡萝卜素、叶黄素和玉米黄质，是其他脂溶性抗氧化剂，可以保护皮肤免受紫外线和蓝光的损害。它们可以清除单重态氧，这是一种由紫外线暴露生成的高度活性氧。
除了这些已经广为人知的维生素，还有许多其他具有抗氧化活性的化合物被用于化妆品配方中。这些化合物包括植物来源的多酚（存在于绿茶、葡萄籽萃取物以及多种水果中）、辅酶Q10（泛醌）、烟碱醯胺（维生素B3的一种形式）和阿魏酸。许多植物萃取物因其富含抗氧化剂而被纳入，提供了一种由保护性化合物组成的复杂混合物。
抗氧化剂在外用配方中的效能取决于多种因素，包括其浓度、在产品中的稳定性以及穿透角质层到达皮肤内目标部位的能力。配方科学家采用各种策略来增强抗氧化剂的传递和稳定性，例如封装于脂质体或奈米颗粒中，以及使用稳定衍生物。配方的载体（例如乳霜、精华液、乳液）也在抗氧化剂传递中起著作用。
非侵入性生物仪器技术是评估化妆品对皮肤抗氧化效果的宝贵工具。像分光光度法这类技术可以评估皮肤颜色和色素沉着的变化，这可能反映出氧化损伤的减少。其他方法可以测量皮肤的水合作用和屏障功能，这些功能可能因氧化压力而受损，但通过抗氧化剂的应用可能获得改善。
抗氧化剂在解决光老化问题方面特别重要，这是美容皮肤科的一个主要关注点。通过中和由紫外线辐射产生的自由基，它们可以帮助预防和修复与日晒相关的一些损害。不同抗氧化剂的组合可能提供协同保护，因为它们可以针对不同类型的自由基并通过互补途径起作用。 总之，抗氧化剂的加入是许多化妆品配方的基石，旨在保护肌肤免受损害并减轻老化迹象。有多种抗氧化剂成分可供配方师选择，每种成分都有其自身的优势和配方考量。对新型抗氧化剂和传递系统的持续研究继续推动这一重要化妆品科学领域的创新。