Oxidative stress is a key component in linking environmental toxicity to the multistage carcinogenic process. Espécies reativas de oxigênio (ROS) são geradas em resposta tanto a estímulos endógenos quanto exógenos. Para contrabalançar a lesão mediada por ROS, existe um sistema de defesa antioxidante endógeno; no entanto, quando a oxidação excede os mecanismos de controle, surge o estresse oxidativo. O estresse oxidativo crônico e cumulativo induz modificações deletérias a uma variedade de componentes macromoleculares, tais como DNA, lipídios e proteínas. Um mecanismo primário de muitos medicamentos de quimioterapia contra células cancerígenas é a formação de ROS, ou radicais livres. A radioterapia é baseada no fato de que a radiação ionizante destrói as células tumorais. A radioterapia induz lesões diretas no DNA ou moléculas biológicas, que eventualmente afetam o DNA. Os radicais livres produzidos pela terapia oncológica também são frequentemente uma fonte de efeitos secundários graves. O objetivo desta revisão é fornecer informações sobre os efeitos dos antioxidantes durante os tratamentos oncológicos e discutir os possíveis eventos e a eficácia. Tem surgido muito debate sobre se a suplementação antioxidante altera a eficácia da quimioterapia oncológica. Ainda há poucas evidências tanto na qualidade como no tamanho da amostra, sugerindo que certos suplementos antioxidantes podem reduzir as reações adversas e toxicidade. Reduções significativas na toxicidade podem aliviar as toxicidade dose-limitando, de modo que mais pacientes possam completar os regimes de quimioterapia prescritos e assim, por sua vez, melhorar o potencial de sucesso em termos de resposta tumoral e sobrevida.