當兩種或多種抗氧化劑結合使用時，抗氧化作用通常大于單次使用的總和。這種現象稱為抗氧化劑的協同作用。這是因為不同的抗氧化劑可以在不同階段終止油氧化的鏈式反應。

另一個協同作用是主要抗氧化劑與其他抗氧化劑和金屬離子螯合劑結合使用。例如，抗壞血酸可用作主要的抗氧化劑再生劑，除氧劑，金屬螯合劑及其氧化的褐變產物。它具有抗氧化性能。上面兩種方法的協同作用已在實踐中得到證明，通常用作油中的抗氧化劑。

理想的抗氧化劑應具有以下條件：①抗氧化性應高，②與樹脂的相容性應良好，無沉淀，③加工性能應良好。在聚合物的加工溫度下不會揮發或分解。④優異的抗萃取性，不溶于水和油。⑤無色或淺色。為避免污染產品⑥無毒或低毒⑦價格低廉。

實際上，任何類型的抗氧化劑都不能充分滿足這些條件，因此在實際使用中，根據工程塑料的類型，用途和加工方法，經常將各種添加劑結合在一起產生協同作用。