Batı Avrupa ülkelerine kıyasla Akdeniz Ülkelerinde düşük oranda görülen kanser vakalarında diyetin önem taşıdığı ve zeytin yağının burada önemli rol oynadığı bir gerçektir.

Yağ tüketimi ile kalın barsak, prostat kanserleri ve meme kanseri arasında doğrusal bir ilişki olduğu epidemiyolojik çalışmalar sayesinde ortaya konulmuştur. Vücutta oksijen kullanırken ortaya çıkan ve serbest radikaller olarak bilinen bileşikler, zararlı atıklardır.

Lökotrienler ve prostoglandinler çoklu doymamış yağ asitlerinden sentezlenmiştir. Bu durum tümör oluşumunu arttırmaktadır. Tekli doymamış yağ asitlerinde ise böyle bir etki bulunmamaktadır.

DNA molekülünün yapısını bozan ve tümör oluşumuna neden olan lökotrienler gibi bileşiklerdir. Fenolik bileşikler ise, kanserin başlangıç, ilerleme ve metastaz aşamalarında antioksidatif madde olarak serbest radikal oluşumunu önleyici etki gösteren biyoaktif bileşiklerdir. Zeytinyağının yapısında çeşitli fenolik bileşikleri içermesinden dolayı, çeşitli kanser hastalıklarında önleyici etkileri görülmektedir.

Linoleik asit ve oleik asit içeren, aspir yağıyla zeytinyağı kıyaslandığında, zeytinyağı tüketimin tümör oluşma sıklığını azalttığı ortaya çıkmıştır. %15 olarak hazırlanıp beslenmesindeki yağı zeytinyağı olarak seçilen ve bu besinlerle beslenen farelerde, kimyasal olarak oluşturulan kanser sıklığının önemli düzeyde azaldığı görülmüştür.

Margarin, prostat kanseri riskini arttırmaktadır. Ancak yüksek miktarda alınan zeytinyağı, domates, soğan ve sarımsak içeren sebzeli diyetlerin de prostat kanserini azalttığı görülmektedir. Tekli doymamış yağ asitlerini yüksek miktarda içeren bitkisel yağlar, prostat kanserini azaltmaktadır.

Zeytinyağı'nda yüksek miktarda bulunan antioksidan bileşikler, kalp hastalıklarında olduğu gibi çok hastalığa da karşı savunmada önemli rol üstlenmektedir. Kanser ve zeytinyağı ilişkisi üzerine yapılan çalışmalar, tekli doymamış yağ asitleri üzerine yoğunlaşmıştır.

Zeytinyağı aynı zamanda sabunun yaygın bir hammaddesidir. Zeytinyağı hem tamizlik hem de güzelliktir. Kozmetik yararları uzun yıllardır bilinmekte olup şampuanların, kremlerin içerisine de girmiştir. Kimyasal işleme tabi tutulmayan zeytinyağı olan ürünlerde, alerjik reaksiyona çok az rastlanılmaktadır. Zeytinyağında bulunan fenolik bileşiklerden olan ferulik ve kaffeik asitlerin, güneşteki UV ışığın oluşturduğu zararlardan cildi koruduğu bilinmektedir.