Objetivou-se avaliar os efeitos do processamento sob a capacidade antioxidante de Tomate Seco Processado (TSP), por meio da comparação com Pasta de Tomate in natura (PT) e Tomate Seco Industrializado (TSI). As análises realizadas foram: carotenoides totais (CT), teor de antocianinas totais, polifenóis extraíveis totais (PET), atividade antioxidante total (DPPH) e capacidade antioxidante total (ABTS+). Os dados obtidos foram avaliados quanto à correlação de Pearson. Observaram-se perdas de compostos bioativos nos tomates secos, exceto para antocianinas, onde TSP (3,04 mg.100 g-1) e TSI (2,67 mg.100 g-1) apresentaram teores estatisticamente superiores à PT in natura (1,65 mg.100 g-1), mostrando que o processamento promoveu a concentração das antocianinas. TSP e TSI forneceram acima de 100% da necessidade diária de licopeno total recomendada (8,06 e 10,96 mg/dia, respectivamente), na porção de consumo de 40 g, apresentando-se como alimentos ricos nesse carotenoide. Comparando-se os dois métodos de avaliação de atividade antioxidante total, pelo DPPH e pelo ABTS+, verificou-se que o TSP apresentou as melhores atividades antioxidantes (3379,93 EC50 em g.g-1 DPPH e 16,44 microM Trolox.g-1), em ambas as metodologias, em comparação a TSI e PT. A correlação de Pearson apontou que a atividade antioxidante dos produtos avaliados está mais relacionada à presença de carotenoides e antocianinas. O processamento térmico apresentou respostas variáveis na retenção e perda dos diferentes compostos bioativos, mas conferiu aumento da atividade antioxidante total. Os tomates secos apresentaram-se como produtos com alto teor de compostos antioxidantes, que podem substituir o tomate in natura, além de ser uma rica fonte de licopeno.