Επιπλέον, ένα πλήθος αντιοξειδωτικών συστατικών περιέχεται στην σοκολάτα, οι λεγόμενες πολυφαινόλες, η βασικότερη κατηγορία των οποίων είναι τα  φλαβονοειδή. Αυτό καθιστά τη σοκολάτα ως σημαντική τροφή για την καλή λειτουργία της καρδιάς. Πιο συγκεκριμένα τα φλαβονοειδή εξουδετερώνουν τις ελεύθερες ρίζες του οξυγόνου που δημιουργούνται από τον φυσιολογικό μεταβολισμό και δημιουργούν βλάβες στην επιφάνεια των κυττάρων. Με αυτό τον τρόπο συμβάλλουν στην μείωση της οξείδωσης της χοληστερόλης και στην μετατροπή της σε ένα επικίνδυνο στοιχείο που συσσωρεύεται από την ενδοθηλιακή βλάβη συμμετέχοντας έτσι ενεργά στη δημιουργία αθηρωματικής πλάκας. Με αυτό τον τρόπο τα φλαβονοειδή (πολυφαινόλες) της σοκολάτας συμβάλουν στην μείωση του κινδύνου ανάπτυξης αθηροσκλήρυνσης και καρδιαγγειακών παθήσεων. Πιο πλούσια σε πολυφαινόλες είναι η σοκολάτα υγείας (τα 100γρ περιέχουν 600mgr πολυφαινολών). Το ευεργετικό πλεονέκτημα της σοκολάτας από τη δράση των αντιοξειδωτικών φαίνεται να μετριάζεται στη λευκή σοκολάτα, καθώς οι πρωτεΐνες του γάλακτος συνδέονται με τα αντιοξειδωτικά συστατικά της, μειώνοντας έτσι την απορρόφηση τους.