A polpa da carambola contém compostos químicos com propriedades antioxidantes importantes à saúde humana, contra o envelhecimento celular e a prevenção de doenças. Este trabalho objetivou avaliar o fruto de acessos de caramboleira quanto às concentrações de compostos antioxidantes. Foram analisadas as concentrações de ácido ascórbico, carotenoides totais, flavonoides, fenólicos totais e taninos em cinco acessos selecionados de carambola, cultivada em três distintas regiões edafoclimáticas de Pernambuco. Os acessos de carambola diferiram significativamente entre si, quanto às concentrações de ácido ascórbico, fenólicos totais e taninos. A significância para os efeitos de ambiente confirmou que os locais de cultivo são heterogêneos, em relação ao potencial produtivo de frutos com diferentes concentrações médias de ácido ascórbico, flavonóis, fenólicos totais e taninos. A interação significativa entre genótipos e ambientes indica que os acessos de carambola apresentam respostas diferenciadas às concentrações de ácido ascórbico, flavonóis, fenólicos totais e taninos, quando cultivadas em diferentes locais. As condições de cultivo da Estação Experimental do IPA Itambé e os acessos IPA-7.2, IPA-22.3 proporcionaram as maiores concentrações de ácido ascórbico, fenólicos totais e taninos.