红葡萄酒的多酚化合物具有抗氧化剂的作用，它能清除自由基；有生物类黄酮抑制血小板聚集的作用，可使血管舒张。棓儿茶素可能是其有效成分。
已确定葡萄中含有的多酚化合物有酚酸、羟基苯甲酸、水杨酸、香豆酸、阿魏酸衍生物、棓酸、儿茶素、表儿茶素及衍生物、花色素等。
葡萄酒里已测定的多酚化合物有：花色素、黄酮醇、酚酸、儿茶素和原花色素以及白藜芦醇等。葡萄酒中多酚化合物的生物学作用主要有：抗氧化、防治心血管病及增强血管壁内皮释放血管松弛物质等。文献表明各种多酚化合物和维生素的抗氧化强度为：槲皮黄酮＞芦丁＞槲皮苷＞维生素C，或杨梅黄酮＞α-生育酚＞β-胡萝卜素。
防治心血管病研究文献很多，但并未得出结论，提出的假设如下：
1.抗氧化作用
认为红葡萄酒所含的多酚化合物是抗氧化剂，可以保护LDL（低密度脂蛋白）免受过氧化，从而防止动脉粥样硬化。1981年的试验表明，喂兔高胆固醇饲料3个月，然后分组给乙醇、啤酒、白葡萄酒、红葡萄酒和水。3个月后兔的动脉粥样硬化的程度分别是水对照组的75%、83%、67%和40%，这说明红葡萄酒的效果最好。
2.抗血栓形成
由于血栓在冠状动脉里形成，促使冠状动脉血流量周期性的减少。给已形成冠状动脉血栓的模型狗经胃分别灌注红葡萄酒或乙醇后，计算消除CFR的时间和用量证明红葡萄酒所含的成分抑制了血栓形成。体外实验证明天然类黄酮能使已形成的血栓血小板解聚，槲皮黄酮和芦丁能抑制血小板的活性从而消除CFR。
3.增强血管壁内皮释放血管松弛物质
此种血管松弛物质即内皮细胞舒血管因子，系氧化氮（NO）或含NO的化合物。用离体小鼠主动脉实验证明葡萄果皮提取物使之松弛达100%，红葡萄果皮的作用比白葡萄果皮的作用强，而果肉提取物则无效果；红葡萄酒所含白藜芦醇无效；槲皮黄酮的舒张作用相当于葡萄汁的97%，其他有此作用的多酚物有绿原酸、黄酮、杨梅黄酮等。有报道称许多水果和蔬菜、坚果也可起到血管舒张的作用。因此认为舒张血管的物质可能不是一种，而是多种物质的联合作用。
