ויטמין C חיוני לתפקוד התקין של מערכת החיסון. הוא משפיע על ייצור ותפקוד הפגוציטים (סוג של תאי דם לבנים בולעניים במערכת החיסון) ומאזן את פעילות הלימפוציטים (סוג אחר של תאי דם לבניםבעת הזיהום, ריכוז ויטמין C בתאי דם לבנים עולה וכך קיים שימוש מוגבר בוויטמין C לצורך תהליך ההחלמה. בנוסף, חלק מתאי הדם הלבנים (מסוג נויטרופילים) חשופים לרמות גבוהות של רדיקלים חופשיים שנוצרים בזמן הזיהום, לכן נוכחות רמה מספקת של נוגדי חמצון, כמו ויטמין C, בעת מחלה, הינו משמעותי ביותר. כמו כן, ויטמין C מעודד יצור אינטרפרון (חלבון המיוצר כתגובה לזיהום ויראלי ועוד), ובכך מסייע לגוף להתמודד עם מחלות ויראליות. לבסוף, ויטמין C ידוע כמאזן את התגובה הדלקתית של הגוף. ויטמין C נחשב "סופר" אנטי-אוקסידנט לאור יכולתו לבצע מיחזור (להחזירם לצורתם הפעילה) של נוגדי חמצון אחרים בגוף (כגון ויטמין E גלוטטיון, קוורצטין ורוטין) ולשפר ספיגת מינרלים (אבץ, ברזל). עוד נמצא כי צריכה מוגברת של ויטמין C עשויה להעלות את רמות נוגדי החמצון בגוף בכ-30%, ובכך לחזק את מנגנוני ההגנה הרב-מערכתיים.
רמות נאותות של ויטמין C חשובות לאיזון הפרשת ההיסטמין המופרש בתהליכים אלרגיים, מה שהופך אותו לרכיב מרכזי גם בשמירה על הבריאות אצל אנשים הנוטים למצבים אלרגיים.