A procura por óleos vegetais vem crescendo atualmente, com especial interesse nos seus compostos bioativos, que aumentam sua atividade antioxidante e contribuem para a melhoria da saúde humana, diminuindo os riscos de ocorrência de algumas doenças. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antioxidante e a determinação de compostos fenólicos totais e fitosteróis dos óleos de chia, gergelim branco, gergelim preto, linhaça dourada e linhaça marrom, obtidos por prensagem a frio. A atividade antioxidante foi realizada por espectrofotometria (DPPH˙ e FRAP) e o perfil de fitosteróis por cromatografia gasosa, com saponificação prévia. No teste de redução do radical DPPH˙, os óleos de gergelim preto, linhaça dourada e gergelim branco não apresentaram diferença significativa, com atividade antioxidante média de 64,2%. Já no método FRAP, o óleo de gergelim preto se destacou com 144,5 μM/100 g, seguido pelos óleos de chia (104,5 μM/100 g) e linhaça dourada (102,14 μM/100 g). Quanto aos compostos fenólicos, os óleos de linhaça dourada e gergelim preto apresentaram 287,29 e 218,84 mg/kg, respectivamente. Em relação ao perfil de fitosteróis, a maior quantidade detectada foi do isômero β-sitosterol, em todos os óleos, com destaque para o óleo de chia, com 104,28 mg/kg. A linhaça dourada apresentou a maior quantidade de estigmastanol (63,23 mg/kg) em relação aos demais óleos, com exceção ao de gergelim branco, que não apresentou o referido isômero. Quanto aos fitosteróis totais, os óleos de chia e linhaça dourada se destacaram em relação aos demais com 199,03 e 190,04 mg/kg, respectivamente. Concluiu-se que os óleos estudados apresentaram atividade antioxidante considerável, devido a presença de compostos fenólicos e fitosteróis, identificados pela promoção de efeitos fisiológicos benéficos e possível contribuição na prevenção ou redução de doenças crônicas degenerativas.