atomi care nu au decât un singur electron pe învelișul periferic și care sunt instabili, ca urmare, ei se pot combina ușor cu alte elemente chimice. Cei mai cunoscuți radicali liberi sunt metilul — CH3, un derivat al metanului și fenilul — C6H3, un derivat al benzenului. Radicalii liberi se formează în organism în metabolismul aerob (în digestia alimentelor) și sunt distruși rapid de enzime, ex. de catalaza, glutationperoxidaza și superoxiddismutaza, care le captează electronul superficial. Dacă aceste enzime lipsesc, radicalii liberi alterează aproape toate celulele in care apar și probabil ADN. Această ultimă proprietate este utilizată de un anticancerigen, bleomicina, care produce radicali liberi și distruge ADN din celulele canceroase. Este posibil ca însuși organismul să se servească de radicalii liberi pentru a distruge ADN din celulele fagocitate. Potrivit unei teorii recente, radicalii liberi ar fi responsabili pentru uzura sistemului biologic, proces care conduce la îmbătrînire și moarte. Prin acumularea lor în celule ei cauzează, în timp, denaturarea moleculelor enzimatice (după sinteza acestora). Astfel, radicalii liberi sunt implicați în ateroscleroză (ei transformă o formă benignă de colesterol într-o formă periculoasă, capabilă să obstrueze vasele sanguine), în boala Alzheimer, și în cancer. Organismele care posedă gene ale longevității și care produc molecule enzimatice captatoare a radicali liberi au o viață mai lungă. Organismul este apărat de efectele radicalilor liberi de unii antioxidanți puternici cum sunt vitaminele E și C și acidul uric care exercită un rol antagonist radicalilor liberi.