羥基酪醇減少細胞氧化損傷主要通過以下幾種機制來實現：
直接清除自由基
清除多種自由基：細胞在正常代謝過程中會產生如超氧陰離子自由基（）、羥基自由基（）、過氧化氫（）等活性氧（ROS），以及一氧化氮自由基（）等活性氮（RNS）。羥基酪醇分子結構中含有多個酚羥基，這些酚羥基能夠提供活潑氫原子，與自由基結合，將自由基轉化為相對穩定的產物，從而中斷自由基鏈式反應。例如，它可以與羥基自由基反應，生成較為穩定的產物，阻止羥基自由基進一步攻擊細胞內的生物大分子。
螯合金屬離子：細胞內的一些金屬離子如鐵離子（）、銅離子（）等可以通過 Fenton 反應等途徑催化產生羥基自由基等活性氧。羥基酪醇可以與這些金屬離子發生螯合作用，形成穩定的螯合物，降低金屬離子的活性，減少其催化產生自由基的能力，從而間接減少細胞內自由基的生成。
激活細胞內抗氧化防御系統
上調抗氧化酶表達：細胞內存在一系列的抗氧化酶，如超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH-Px）等，它們是細胞抗氧化防御系統的重要組成部分。羥基酪醇可以通過激活相關的信號通路，如核因子 E2 相關因子 2（Nrf2）信號通路，促進 Nrf2 蛋白從細胞質轉移到細胞核內，與抗氧化反應元件（ARE）結合，從而上調 SOD、CAT、GSH-Px 等抗氧化酶的基因表達，增加這些抗氧化酶的合成，提高細胞的抗氧化能力，增強對氧化損傷的抵御作用。
促進谷胱甘肽合成：谷胱甘肽（GSH）是細胞內一種重要的非酶抗氧化劑，它可以直接清除自由基，還能作為 GSH-Px 的底物參與抗氧化反應。羥基酪醇能夠促進細胞內 GSH 的合成，提高細胞內 GSH 的水平，增強細胞的抗氧化防御能力。具體來說，它可能通過調節 GSH 合成相關的酶如谷氨酸半胱氨酸連接酶（GCL）等的活性或表達，來促進 GSH 的合成。
維護生物膜結構和功能的完整性
保護細胞膜：細胞膜是細胞與外界環境的屏障，富含多不飽和脂肪酸，容易受到自由基的攻擊而發生脂質過氧化，導致細胞膜的結構和功能受損。羥基酪醇具有親脂性，能夠插入到細胞膜的脂質雙層中，在細胞膜表面形成一層保護膜，阻止自由基與細胞膜上的多不飽和脂肪酸接觸，減少脂質過氧化的發生，維持細胞膜的流動性和完整性，保證細胞的正常生理功能。
保護細胞器膜：細胞內的線粒體、內質網等細胞器膜也容易受到氧化損傷。羥基酪醇可以進入細胞器內部，對細胞器膜起到保護作用，例如保護線粒體膜的完整性，維持線粒體的正常功能，保證細胞的能量代謝等生理過程不受影響，從而減少因細胞器功能障礙引發的細胞氧化損傷。
