百里香醌具有显著的抗氧化作用，其作用机制和应用主要如下：
抗氧化作用机制
清除自由基：百里香醌分子结构中的醌基和甲基等活性基团使其具有较高的电子给予能力，能够提供氢原子与自由基结合，将自由基转化为相对稳定的物质，从而中断自由基链式反应。百里香醌能够有效清除对细胞具有损伤作用的自由基，如超氧阴离子自由基（O₂⁻）、羟自由基（·OH）和过氧化氢（H₂O₂），减少它们对细胞成分（如 DNA、蛋白质和脂质）的氧化损伤。
螯合金属离子：许多氧化反应是由金属离子（如铁离子（Fe³⁺）和铜离子（Cu²⁺））催化引发的，百里香醌能够与这些金属离子发生螯合作用，形成稳定的复合物，降低金属离子的活性，阻止它们参与自由基的生成反应，从而抑制氧化过程。
激活抗氧化酶系统：百里香醌能够激活细胞内的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）和过氧化氢酶（CAT）等。这些抗氧化酶在体内构成了一个完整的抗氧化防御体系，SOD 可将超氧阴离子自由基转化为过氧化氢，而 CAT 和 GSH-Px 则能将过氧化氢分解为水和氧气，从而有效清除体内的活性氧物质，增强细胞的抗氧化能力。
调节抗氧化相关信号通路：百里香醌可通过调节核因子 E2 相关因子 2（Nrf2）信号通路来发挥抗氧化作用。在正常情况下，Nrf2 与胞浆蛋白 Keap1 结合处于无活性状态。当细胞受到氧化应激时，百里香醌等抗氧化物质可作用于 Keap1，使其构象发生改变，释放 Nrf2。Nrf2 进入细胞核后，与抗氧化反应元件（ARE）结合，启动一系列抗氧化酶和解毒酶的基因转录和表达，从而增强细胞的抗氧化防御能力。
在不同领域的抗氧化应用
医药领域：可用于预防和治疗与氧化应激相关的疾病，如心血管疾病、神经退行性疾病、癌症等。在心血管疾病中，它能通过抗氧化作用减少血管内皮细胞的氧化损伤，降低动脉粥样硬化的发生风险；在神经退行性疾病中，可减轻氧化应激对神经细胞的损害，保护神经细胞功能。
美容护肤领域：能有效对抗肌肤氧化，延缓肌肤衰老。添加了百里香醌的护肤品可以清除皮肤表面的自由基，减少紫外线照射和环境污染等引起的氧化损伤，预防皱纹、色斑等皮肤问题的产生，还能减轻炎症反应，改善肌肤的整体状态。
食品领域：作为天然抗氧化剂，可用于防止食品氧化变质，延长食品的保质期。它能抑制油脂的氧化酸败，防止食品中的维生素、色素等营养成分和风味物质被氧化破坏，保持食品的品质和营养价值。