具有抗氧化性
番茄紅素通過物理和化學方式猝滅單線態氧或捕捉過氧化自由基。單線態氧是具有很強活性的氧自由基，具細胞毒性作用，以細胞膜、線粒體等部位對其最為敏感，能與細胞中多種生物大分子發生作用，通過與分子結合造成細胞膜系統的損傷;番茄紅素能夠接受不同電子激發態的能量，吸收光能並通過單線態—單線態能量轉移過程使單線態氧的能量轉移到番茄紅素，生成基態氧分子和三重態番茄紅素分子，三重態番茄紅素通過與溶劑的一系列旋光和振動反應得到再生，並在此過程中將能量散發;類胡蘿蔔素的猝滅能力與其分子中所含有的共軛雙鍵的數目有著密切的關係，番茄紅素分子中有11個共軛雙鍵，一個番茄紅素分子可以清除數千個單線態氧，其猝滅單線態氧的速率常數較β-胡蘿蔔素高2倍。1990年Paolo等報道了類胡蘿蔔素和生育酚等30餘種生物抗氧化劑猝滅單線態氧的作用，番茄紅素是猝滅單線態氧最強的。
番茄紅素還能通過與其他形式的活性氧的化學反應消除氧化自由基，如過氧化氫、亞硝酸根等氧化自由基，而氧化自由基能引起脂質過氧化形成多種產物，這些產物與人體老化、癌症發生、自身免疫病及貧血等疾病都有關係。
對細胞生長代謝起調控作用
通常細胞間隙之間有膜蛋白構成的通道，具有選擇通透性，允許第二信使及生長調節物質通過，細胞之間通過細胞間隙連接通訊(GJIC)傳輸細胞群體內生長調控信號，調節細胞的正常增殖與分化。實驗表明，番茄紅素通過誘導細胞間連接，增強正常細胞之間的GJIC，控制細胞生長和誘導細胞分化來抑制腫瘤的增長。日本學者在大鼠肝組織上用熒光染料示蹤技術研究番茄紅素對GJIC的作用時發現，每天飼餵5mg/kgBW番茄紅素，連續5d時，可以明顯增強GJIC功能;同時，由於大多數腫瘤細胞的GJIC功能微弱或缺失，細胞發生轉化後其GJIC功能降低或抑制，GJIC功能的抑制或被破壞被認為是促癌變階段的重要機制。
