人体内的自由基随着人的年龄增长而过剩，而茶多酚有较强的抗氧化作用，防止衰老。按照自由基学说的理论，衰老的原因是组织中自由基含量的改变，这种改变使细胞功能遭到破坏，从而加速肌体的衰老进程。研究表明，过氧化脂质在体内的增加与肌体衰老进程是一致的，当体内自由基呈过剩状态时，就表现出肌体的逐渐衰老。
茶多酚对自由基的清除作用使之也能向构成肌体防御脂质过氧化系统的内源成分（过氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶）那样阻止体内脂质过氧化进行。茶多酚可以抑制皮肤线立体中脂氧合酶和脂质过氧化作用，从而起抗衰老效应。研究表明，茶多酚的抗氧性明显优于维生素E，且与维生素C、E有增效效应。
