自由基，通常被称为“游离基”，是指那些具有不成对电子的原子、原子团或分子。这些自由基因其特殊的电子结构而表现出极高的活泼性，它们能够轻易地从其他物质中夺取电子，以此达到更为稳定的状态。这种转变过程在化学中被称为氧化反应。自由基的存在与活动在生物体的代谢和许多化学反应中扮演着重要角色，影响着细胞的健康和老化过程。
机体内的自由基主要可以分为两大类：第一类是氧自由基，这类自由基包括超氧化物阴离子自由基和羟自由基，它们与过氧化氢和单线态氧共同被统称为活性氧。这些活性氧在体内可能引发氧化应激，对细胞和组织造成损伤。第二类自由基则是由体内各类物质，特别是外部进入的药物和毒物，在代谢过程中生成的。这些自由基包括以碳为中心的自由基R-C，以氮为中心的自由基R-NO2-，以硫为中心的自由基R-S，以及以氧为中心的自由基R-C-O。不同类型的自由基在体内的生成和清除平衡，对机体的健康具有重要影响。
自由基在机体中扮演着重要的角色，它不仅是能量的搬运工，还可以作为信号分子积极参与生理代谢过程。然而，当自由基的产生超过了机体的清除能力时，它们会对机体造成多种损害。具体而言，自由基的危害主要体现在以下几个方面：(1)对生物膜的破坏：自由基能够引发脂质过氧化反应，导致线粒体膨胀，最终使得细胞膜破裂，导致细胞死亡;(2)对蛋白质和酶的损害：自由基可导致蛋白质分子结构的改变，进而引发蛋白质变性，影响其正常功能;(3)对核酸的损害：在核酸的复制、转录、翻译等生命基本过程中的错误，可能引发细胞死亡甚至癌变;(4)对脂肪组织的影响：自由基会氧化胆固醇，使其变得更为粘稠，容易在动脉管壁的粗糙处堆积，形成血栓，这样就增加了动脉堵塞、心脏病发作和中风的风险。因此，维持自由基在机体内的平衡，对于健康至关重要。
常用的消除自由基的方法可以分为直接和间接两类。直接消除自由基的方式主要依赖于一些特定的酶类，如超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和谷胱甘肽过氧化物酶，以及一些具有抗氧化特性的氧化还原物质，例如维生素C、维生素E和还原型谷胱甘肽等。其中，超氧化物歧化酶能够将超氧自由基歧化为过氧化氢，随后过氧化氢可通过过氧化氢酶催化反应分解为水。此外，谷胱甘肽过氧化物酶中的巯基能够与活性氧结合，从而有效终止脂类自由基的形成。相对而言，间接消除自由基的方式则涉及白蛋白、乳铁蛋白等蛋白质，这些蛋白能够与产生反应性氧化物所需的金属离子结合，从而抑制氧化物的生成。通过这些机制，体内能够有效降低自由基的水平，对抗氧化损伤。