Les espèces réactives de l'oxygène (ROS) sont des molécules qui contiennent l'élément oxygène et sont chimiquement très actif. Ces molécules, qui peuvent prendre plusieurs formes, atteindre cette réactivité due à une caractéristique commune: la présence d'un électron qui ne dispose que d'une simple liaison. Les électrons dans cet état ont une forte tendance à essayer de former des liens plus forts, conduisant à des réactions chimiques. Espèces réactives de l'oxygène peut être aussi simple que des molécules de superoxyde (O2-) ou des molécules plus complexes, comme le peroxyde d'hydrogène (H2O22). Ces molécules, parfois appelé oxydants ou des radicaux libres, se trouvent à l'intérieur du corps humain et sont utilisés à la fois et formé par des processus cellulaires.
Les cellules du corps humain utilisent des molécules de superoxyde dans leur conversion des aliments en énergie et autres fonctions métaboliques. Ces processus biochimiques sont très complexes, mais beaucoup d'entre eux commencent avec des molécules de superoxyde en cours de conversion à d'autres espèces réactives de l'oxygène, qui sont ensuite utilisés dans d'autres réactions. Le corps a des moyens naturels pour traiter de ces molécules, comme de nombreuses enzymes ont pour but de les neutraliser ou de les convertir en une forme moins réactive. Une surabondance de réactifs molécules des espèces d'oxygène est potentiellement dangereux et est pensé pour contribuer à de nombreux processus destructeurs pour les cellules humaines, à l'ADN et, par la suite, à la santé globale. De nombreux aliments et autres suppléments sont vendus comme contenant des antioxydants, qui sont des substances qui neutralisent l'excès réactifs des molécules des espèces d'oxygène, les empêchant d'endommager le corps.
Les molécules comme les espèces réactives de l'oxygène peuvent être introduits dans le corps dans un certain nombre de façons, mais sont principalement introduits par l'air que nous respirons. Cigarettes fumées d'échappement et industriels contiennent de grandes quantités de ces types de molécules, qui sont connus pour être corrosif pour les tissus humains, en particulier les poumons. L'ozone (O3, une molécule naturelle, est aussi très réactif chimiquement, bien que présente seulement en petites quantités dans l'atmosphère terrestre.
Les espèces réactives de l'oxygène peuvent endommager l'ADN humain par réaction avec les protéines contenues dans les chaînes d'ADN. Ces dommages peuvent parfois être réparés par les défenses naturelles de l'organisme, mais ces défenses sont imparfaites, et quand les réparations échouent, les dommages peuvent conduire à des mutations génétiques. Les dommages oxydatifs à l'ADN peuvent entraîner une réduction de l'activité enzymatique et a été liée au cancer. Ce potentiel de dommages aux cellules du corps et les tissus, en raison d'un excédent de certaines espèces réactives de l'oxygène en combinaison avec une nécessité pour un certain nombre de certaines molécules ROS, crée une sorte de paradoxe. Le corps a besoin et utilise certains types de ces molécules pour les fonctions de base du métabolisme, mais un excès peut être préjudiciable.