质也有重要的细胞功能，比如在生化反应中充当氧化还原信号分子。因此生物体中抗氧化系统的作用不是氧化性物质彻底地全部清除，而是将这些物质保持在适当的水平。在细胞内产生的活性氧物种包括过氧化氢（HO）、次氯酸（HClO）、自由基例如羟基自由基（·OH）和超氧根（O）。羟基自由基特别不稳定，能无特异性地迅速与大多数生物分子反应。这类物种主要是由金属催化过氧化氢还原（比如芬顿反应）产生的。这些氧化剂通过引发链反应比如脂质的过氧化反应、或氧化DNA和蛋白质破坏细胞。受到损害的DNA如果没有得到修复会引起突变、诱发癌