Chức năng chính của Vitamin E là chất chống oxy hóa. Với chức năng này, vitamin duy trì tính toàn vẹn của màng tế bào cơ thể. Cơ chế mà Vitamin E bảo vệ màng khỏi bị phá hủy là thông qua khả năng ngăn ngừa quá trình oxy hóa (peroxy hóa) các axit béo không bão hòa có trong phospholipid của màng. Mặc dù phospholipid của màng ty thể và lưới nội chất chứa nhiều axit béo không bão hòa hơn màng tế bào và do đó có nguy cơ bị oxy hóa cao hơn, nhưng màng tế bào vẫn dễ bị tổn thương. Là chất chống oxy hóa, Vitamin E có thể phá hủy oxy phân tử đơn lẻ và có thể ngăn chặn các phản ứng liên quan đến các gốc tự do (đôi khi được gọi là chấm dứt gốc tự do hoặc phá vỡ chuỗi).
Cấu trúc của vitamin E, cụ thể là nhóm hydroxyl phenolic, cung cấp các ion hydro cho các gốc tự do. Các gốc tự do có thể bắt đầu một loạt các phản ứng có thể được chấm dứt bởi vitamin E. Các đặc tính chống oxy hóa của Vitamin E cho phép nó ức chế quá trình oxy hóa LDL.