自由基就是「帶有一個單獨不成對的電子的原子、分子、或離子」，它們可能在人體的任何部位產生，例如粒腺體，它是細胞內產生能量(進行氧化作用)的主要位置，因為是進行氧化作用的地方，因此也是產生自由基(過氧化物)的主要地點。

並不是所有的自由基都是有害的，例如一氧化氮(NO)，它是人體自行產生、具有許多功能、且相當重要的物質，不過當它因為某些原因而產生過量時，也會產生危害，造成疾病。人體內的自由基由有許多種，有人體自行合成，具有重要功能的；或在新陳代謝過程中產生的；也有來自外界環境的。有些自由基相當活潑(通常是小分子量的物質)，具有搶奪其他物質電子的特性，而分子量較大的自由基通常並不活躍，例如維生素C、E自由基，他們可以利用自身結構的特性來穩定不成對的電子，所以並不太會攻擊別的物質。