Wolne rodniki to atomy, cząsteczki lub ich fragmenty zawierające niesparowany elektron na zewnętrznej powłoce elektronowej. Z tego powodu są bardzo niestabilne i wysoce reaktywne. Wolne rodniki powstają w organizmach żywych w procesach metabolicznych, głównie w łańcuchu oddechowym mitochondriów, ale także podczas reakcji enzymatycznych oraz w wyniku działania promieniowania jonizującego i ultrafioletowego. Mogą również pochodzić ze źródeł egzogennych, takich jak zanieczyszczenia środowiska, dym tytoniowy czy niektóre leki. Do najważniejszych wolnych rodników występujących w komórkach należą rodniki hydroksylowe, nadtlenkowe, tlenowe oraz rodniki kwasów tłuszczowych.
Wolne rodniki inicjują łańcuchowe reakcje utleniania, uszkadzając ważne biologicznie cząsteczki takie jak DNA, białka, lipidy czy cukry. Prowadzi to do zaburzeń funkcjonowania komórek. Uszkodzenia wywołane przez nadmiar wolnych rodników przyczyniają się do rozwoju wielu chorób przewlekłych i procesu starzenia organizmów. Gdy produkcja wolnych rodników przewyższa zdolność systemu antyoksydacyjnego do ich neutralizacji, dochodzi do stresu oksydacyjnego, który może przyczyniać się do uszkodzenia komórek i tkanki.
Należy jednak pamiętać, że nie wszystkie wolne rodniki są szkodliwe – niektóre pełnią istotne funkcje w organizmie, np. w procesie fagocytozy czy w przekaźnictwie sygnałów. Dlatego ważne jest utrzymywanie równowagi oksydacyjno-antyoksydacyjnej w komórkach między zawartością wolnych rodników a związków o właściwościach antyoksydacyjnych, neutralizujących ich potencjalnie szkodliwe działanie.
