蔬菜和水果中有许多营养素，也有许多其他生物活性物质。这两类物质都有相同的和不相同的预防癌症的证据。在营养素中，比较受到注意的是维生素C、维生素E、叶酸和类胡萝卜素(包括番茄红素)和膳食纤维。就这些维生素的单独作用而言，没有一个是具有充分证据表明其有防癌作用的，其中证据最多的维生素C和类胡萝卜也仅是对胃癌有较大可能的预防作用。在矿物质中，只有硒可能有预防脉冲等癌症的作用，但蔬菜和水果都不是膳食硒的重要来源。
有鉴于此，人们把注意力转移到蔬菜和水果中的非营养素活性成分这些成分。在食物中的含量较上述微量营养素为高，而且越来越多的动物试验表明这些成分具有明显的防癌作用。由于这些成分在食物中的含量至今不十分清楚，不像各种营养素，可以在食物成分表中查到；因此，还没有许多浒病学研究报告可供综合分析。然而，迄今为止的零星信息，已足以引起科学家们的注意。
葱属蔬菜(葱头、大蒜、大葱、韭菜等)中含有的大蒜素和二硫醇酮等含硫化合物，其对胃癌的可能作用已有不少动物试验和流行病学研究报道；大豆中的黄酮类和木质素对乳腺癌的可能作用也已有一些动物试验和流行病学证据；蔬菜和水果中广泛存在的多酚类(如，鞣花酸、阿魏酸、咖啡酸)可能具有比较广泛的防癌作用，也已有一些初步的流行病学研究结果；十字花科蔬菜(圆白菜，菜花等)中的异硫氰酸盐和吲哚类对乳腺癌和消化道癌可能有预防作用。此外，类黄酮(如，栎皮酮)、植物固醇、皂苷、姜黄色素(curcumin)等成分均比较广泛存在于蔬菜和水果中，也有一些实验报道有抗氧化和防癌作用。但都缺乏人群证据。
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