氧化应激是机体各器官在衰老过程中机能逐渐减退（包括女性的卵巢功能减低）不可忽视的重要因素。根据自由基学说，在正常的生理代谢活动中，细胞内毒性产物活性氧和特异性解毒酶超氧化物歧化酶之间的动态平衡状态是非常重要的。当大量的毒性产物发生堆积时，就会对细胞尤其是线粒体产生有害影响。而线粒体为生物组织和细胞的新陈代谢供能，也参与了细胞周期控制和程序性凋亡等过程，其功能失调在卵巢内便表现为卵泡的闭锁、卵母细胞质量的下降，进一步发展便会出现ＤＯＲ。

为了避免氧化应激所导致的这种卵巢功能的加速损伤，重建氧化与抗氧化体系的稳态，学者们尝试应用以下一些有效的抗氧化制剂来减少线粒体功能障碍对生殖功能的负面影响，但氧化应激导致生殖衰老的机制是一个复杂的过程，要找到临床应用安全、有效的药物仍需大样本的研究进一步证实。辅酶Ｑ１０：随着年龄的增长，血浆中ＣｏＱ１０的浓度逐渐下降。ＣｏＱ１０是机体中线粒体电子传递链中重要的可溶性脂质转运蛋白，当氧化应激损伤了线粒体内膜上的ＣｏＱ１０时 ，电子传递便无法正常进行，导致自由基无法消除而堆积，引起卵母细胞受精率和发育能力下降 。一项针对ＰＯＲ患者ＩＶＦ周期的研究显示，补充ＣｏＱ１０２００ｍｇ，每日３次，持续６０ｄ，能够增加卵巢反应性并降低胚胎非整倍体率，改善胚胎质量。目前建议的ＣｏＱ１０补充用量大多为６００ｍｇ，预处理２～３月；但也有部分文献认为每日补充１００～２００ｍｇ即可。

褪黑素及其代谢产物被认为是一种强自由基清除剂及广谱抗氧化剂，在一定程度上可调控卵泡生长发育，改善卵母细胞质量和黄体功能，提高ＩＶＦ受精率。有研究证实长期给予褪黑素可逆转衰老小鼠的卵巢功能衰退状况，减少闭锁卵泡，增加原始卵泡储备数量，延缓卵巢衰老，进而提高受精率及囊胚形成率。