【目的】采用曲面响应法优化核桃雄花多酚提取工艺，并分析其组成与抗氧化活性，为核桃雄花的综合利用提供技术支撑。【方法】以干燥核桃雄花为原料，在单因素试验基础上，选择料液比、提取时间、乙醇体积分数和提取温度4个因素进行雄花多酚提取工艺优化，确定超声效应下雄花多酚提取的较佳工艺条件。以超氧阴离子和羟基自由基的清除率为评价指标，对雄花多酚的抗氧化性进行研究；采用高效液相色谱对核桃雄花中多酚物质种类进行鉴定并定量分析，最后通过扫描电镜对核桃雄花超声处理前后微观结构进行表征。【结果】确定超声功率为300 W，采用多元二次回归方程模型分析得到核桃雄花多酚提取工艺参数：料液比1∶41、提取时间30 min、乙醇体积分数50%、提取温度52 ℃，在此条件下多酚提取率为21.32 mg/g，其中料液比、提取温度及料液比与乙醇体积分数交互作用对多酚提取率有极显著影响（P<0.01），料液比与提取时间交互作用有显著影响（P<0.05）；核桃雄花多酚体外自由基清除对比试验结果表明，抗坏血酸抗氧化效果最佳，核桃雄花多酚较佳，2,6-二叔丁基对甲酚（BHT）最弱；采用高效液相色谱仪从核桃雄花中鉴定出4种单体酚，其中芦丁含量（804 μg/g）最高，绿原酸含量（181 μg/g）次之，槲皮素含量（41 μg/g）较低，没食子酸含量（18 μg/g）最低；扫描电镜分析结果表明超声处理破坏了核桃雄花表面的组织结构，利于多酚物质渗出。【结论】多元二次回归方程模型能较好的模拟和预测核桃雄花多酚提取率，雄花多酚提取率是多种影响因素共同互相作用的复杂结果；核桃雄花富含多酚类物质，具有较强抗氧化活性，可作为天然抗氧化剂材料来源加以开发利用。