Deze belangrijke plantenstoffen zijn sterke vrije-radicalen vangers.Het onderzoek naar antioxidanten heeft zich in de loop der jaren geëvolueerd. Stonden in eerste instantie vooral bètacaroteen en vitamine C en E in de belangstelling als antioxidanten, in de loop der tijd is die aandacht echter verschoven naar andere plantenstoffen, zoals carotenoïden, flavonoïden en tanninen. Deze stoffen worden ook wel secundaire plantenstoffen genoemd, omdat ze geen directe rol spelen bij de primaire levensprocessen van de plant, namelijk groei en voortplanting.
De laatste jaren staan van deze groep vooral de flavonoïden in de belangstelling omdat er een verband is gevonden tussen de consumptie van flavonoïdenrijk voedsel en de preventie van bijvoorbeeld darmkanker en hart- en vaatziekten. De groep flavonoïden omvat meer dan 8000 verbindingen, die echter gebaseerd zijn op een beperkt aantalbasisstructuren. Alle flavonoïden zijn opgebouwd meerdere fenolringen (polyfenolen), een fenolgroep bestaat uiteen aromatische ring met tenminste één hydroxylgroep (-OH). Flavonoïden beschermen de plant (of zaden) onder meer tegen ultraviolette straling en bij fruit en groenten bevinden ze zich dan ook vaak in de buitenste schil of vlak daaronder. Flavonoïden zijn verantwoordelijk voor de soms felgekleurde pigmenten van veel fruit en groenten. De flavonen en flavonolen verootrzaken een gele kleur, terwijl de anthocyaniden verantwoordelijk zijn voor de rode,paarse en blauwe kleur van druiven, bosbessen, aardbeien etc. Flavonoïden blijken zeer sterke antioxidanten te zijn, soms tot vele malen de sterkte van vitamine C of E. Daarnaast hebben ze ook indirect een antioxidatieve werking door bescherming en regeneratie van andere antioxidanten en door binding van pro-oxidatieve metalen. Flavonoïden hebben, afgezien van een antioxidatief effect, ook een stimulerend effect op de productie van stikstofmonoxide (NO) een belangrijke regulerende stof in het lichaam. Verder maken ze deel uit van de lichaamsbarrières, zoals bijvoorbeeld de darmwand en de bloedvatwand. Ook een antibacteriële en antivirale werking wordt aan de bosbes toegeschreven. Iin sommige gevallen kunnen flavonoïden direct als antibioticum werken door de functie van micro-organismen als virussen en bacteriën te verstoren. De procyanidinen in Vaccinium myrtillus remmen de werking van bacteriën.