自由基（free radical）是具有一个不配对电子的原子和原子团的总称。由氧诱发的自由基称为氧自由基或活性氧，如超氧阴离子（O₂）、羟自由基（OH·）及单线态氧（¹O₂，激发态放出一个光子）等非脂性自由基。H₂O₂非自身基，但也是一种氧化作用很强的活性氧。氧自由基与多聚不饱和脂肪酸作用后生成的中间代谢产物烷自由基（L·）、烷氧基（LO·）、烷过氧基（LOO·）等属于脂性自由基。氧自由基和脂性自由基的性质极为活泼，易于失去电子（氧化）或夺取电子（还原），特别是其氧化作用强，故具有强烈的引发脂质过氧化的作用。在生理情况下，氧通常是通过细胞色素氧化酶系统接受4个电子还原成水，同时释放能量，但也有1～2％的氧接受一个电子生成O_2，或再接受一个电子生成H₂O₂。但由于细胞内存有超氧化物歧化酶（superoxidedismutase, SOD）和谷胱甘肽过氧化物酶（glrtathione peroxidase,GSH-PX）等抗氧化酶类可以及时清除它们，所以对机体并无有害影响。在病理条件下，由于活性氧产生的过多或抗氧化酶类活性下降，则可引发链式脂质过氧化反应损伤细胞膜系并进而使细胞死亡。