西红柿中的番茄红素能保护吞噬细胞免受自身的氧化损伤，促进T淋巴细胞和B淋巴细胞增殖，刺激效应T细胞的功能，增强巨噬细胞、细胞毒性T细胞和天然杀伤细胞杀伤肿瘤细胞的能力，减少淋巴细胞DNA的氧化损伤，以及促进某些白细胞介素的产生。

其机制可能与其抗氧化活性，以及增强细胞间的通信有关，番茄红素对机体免疫系统可能有“双向调节”的作用，有抑制自身免疫反应，增强细胞免疫反应和抑制炎症反应的功能。

番茄红素是一类非常重要的类胡萝卜素，其清除单线态氧(1O2) 氧化速率常数是维生素E的100倍，是β2胡萝卜素的两倍。番茄红素能有效预防前列腺癌、消化道癌、宫颈癌、皮肤癌及心血管疾病发生，对子宫癌、肺癌细胞的抑制作用明显高于β2胡萝卜素和α2胡萝卜素。而且番茄红素也是血清中与老化疾病相关的微量营养素，可以抑制与老化相关的退化疾病。番茄红素在保护淋巴细胞免受NO2自由基造成的细胞膜损害或细胞致死方面的能力非常强,其清除自由基的能力也比其他类胡萝卜素强。