这种通过ROS杀灭入侵的微生物的方法称为氧依赖性胞内杀灭（oxygen-dependent intracellular killing），并可再细分为两类。在第一种类型的杀灭中，氧依赖性产物是超氧化物，这是一种氧化力很强且具有杀菌活性的物质。在超氧化物歧化酶的作用下，超氧化物转化为过氧化氢和。超氧化物还会和过氧化氢反应，生成羟基自由基。羟基自由基能辅助杀灭入侵的微生物。在第二种类型的杀灭中，来自中性粒细胞颗粒的髓过氧化物酶会参与反应。当颗粒与吞噬体融合为吞噬溶酶体后，髓过氧化物酶即能在其中进行反应。