自由基（Free Radical）是人体生命活动中各种生化反应的中间代谢产物，具有高度的化学活性，是机体有效的防御系统，若不能维持一定水平则会影响机体的生命活动。但自由基产生过多而不能及时地清除，它就会攻击机体内的生命大分子物质及各种细胞器，造成机体在分子水平、细胞水平及组织器官水平的各种损伤，加速机体的衰老进程并诱发各种疾病。
在我们这个由原子组成的世界中有一个特别的法则，这就是：只要有两个以上的原子组合在一起，它的外围电子就一定要配对，如果不配对，它们就要去寻找另一个电子，使自己变得稳定。这种有着不成对电子的原子或分子就叫自由基。
自由基又叫游离基，它是由单质或化合物的均裂（HomdyticFission）而产生的带有未成对电子的原子或基团。它的单电子有强烈的配对倾向，倾向于以各种方式与其他原子基团结合，形成更稳定的结构，因而自由基非常活泼，成为许多反应的活性中间体。
人体内的自由基分为氧自由基和非氧自由基。氧自由基占主导地位，大约占自由基总量的95%。氧自由基包括超氧阴离子（）、过氧化氢分子（H2O2）、羟自由基（OH·）、氢过氧基（H）、烷过氧基（ROO·）、烷氧基（RO·）、氮氧自由基（NO·）、过氧亚硝酸盐（ONOO－）、氢过氧化物（ROOH）和单线态氧（1O2）等，它们又统称为活性氧（reactive oxygenspecies，ROS），都是人体内最为重要的自由基。 非氧自由基主要有氢自由基（H·）和有机自由基（R·）等。
自由基是一种非常活跃，非常不安分的物质，就像我们人类社会中不甘寂寞的单身汉一样。当一个稳定的原子的原有结构被外力打破，而导致这个原子缺少了一个电子时，自由基就产生了。于是它就会马上去寻找能与自己结合的另一半。它很活泼，很容易与其他物质发生化学反应。当它在与其他物质结合的过程中得到或失去一个电子时，就会恢复平衡，变成稳定结构。这种电子得失的活动对人类可能是有益的也可能是有害的。
人超过30岁后自身的SOD含量将逐渐下降，各种生化反应的中间代谢产物自由基将逐渐增多，造成人体内自由基，尤其是超氧阴离子自由基（）大量增加，将严重影响人体的健康状况，并引发各种疾病。
由于原子形成分子时，化学键中电子必须成对出现，因此自由基就到处夺取其他物质的一个电子，使自己形成稳定的物质。在化学中，这种现象称为“氧化”。我们生物体系主要遇到的是氧自由基，例如超氧阴离子自由基、羟自由基、脂氧自由基、二氧化氮和一氧化氮自由基。加上过氧化氢、单线态氧和臭氧，通称活性氧。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏行为，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。此外，外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。
最常见的自由基是超氧阴离子自由基，它是在人体氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可以损害肌体组织和细胞，甚至攻击DNA线粒体！体内自由基的产生和清除应当是平衡的，这样人体才能保持健康。如果自由基产生过多和清除自由基的能力下降，就会导致人类疾病和衰老的发生。自由基被现代科学界称为致病中介因子，故说它是“百病之源”！
1950年，美国的著名生化专家弗雷·德维奇等人最先发现自由基与衰老密切相关。
1965年，英国汉诺博士提出自由基导致生物体衰老及死亡学说，汉诺博士认为“衰老是由自由基引起的，自由基对细胞大分子、基因、脂类和蛋白质的损伤以及氧化损伤是衰老的直接原因”。
自由基这种不受束缚的个性固然令人头痛，但有时人体反而需要藉由自由基的活性来消灭某些侵入人体的微生物或不正常细胞。因此，活泼的自由基也有它们可爱的一面。当人体内自由基的浓度不是很高时，我们的身体自有一套完善的系统来消灭这些自由基，该系统称为抗氧化系统。在生理条件下，处于平衡状态的自由基浓度是极低的。它们不仅不会损伤机体，而且还可显示出独特的生理功能。在病理情况下，自由基的产生和清除失去平衡，多余的自由基就会损伤机体，可是，很不幸的，我们现在生活的空间及形态均会造成体内自由基浓度大大增加，如吸烟、空气污染、水污染、放射线(x 线，紫外线)，杀虫剂、生活压力大、运动过度等，以上这些会使自由基浓度增加的情形，我们称之为氧化压力。氧化压力越大，体内自由基的浓度就越高，此时，我们身体中的抗氧化系统将面临不够使用的危机。在自由基的产生和清除机制中SOD起到关键作用。
自由基，化学上也称为“游离基”，是指化合物的分子在光热等外界条件下，共价键发生均裂而形成的具有不成对电子的原子或基团。（共价键不均匀裂解时，两原子间的共用电子对完全转移到其中的一个原子上，其结果是形成了带正电和带负电的离子，这种断裂方式称之为键的异裂。）
自由基的形成
自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：
一是化学反应活性高；
二是具有磁矩。
在一个化学反应中，或在外界（光、热等）影响下，分子中共价键分裂的结果，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。包括以下产生方式：
①引发剂引发，通过引发剂分解产生自由基；
②热引发，通过直接对单体进行加热，打开乙烯基单体的双键生成自由基；
③光引发，在光的激发下，使许多烯类单体形成自由基而聚合；
④辐射引发，通过高能辐射线，使单体吸收辐射能而分解成自由基；
⑤等离子体引发，等离子体可以引发单体形成自由基进行聚合，也可以使杂环开环聚合；
⑥微波引发，微波可以直接引发有些烯类单体进行自由基聚合。
自由基的作用由于自由基含未配对的电子，所以极不稳定(特别是羟自由基)，因此会从邻近的分子(包括脂肪、蛋白质、和DNA)上夺取电子，让自己处于稳定的状态。这样一来，邻近的分子又变成一个新的自由基，然后再去夺取电子……。如此连锁反应的结果，让细胞的结构受到破坏，造成细胞功能丧失、基因突变、甚至死亡。
但是少量并且控制得宜的自由基是有用的。例如白血球利用自由基(超级氧，一氧化氮)来杀死外来的微生物，体内一些分解代谢的反应须要自由基来催化，血管的舒张和部分神经、消化系统讯号的传导要藉助于自由基(一氧化氮)，基因经由自由基的刺激而得以产生突变以更适应环境的变化。
