Radikale, elektrisch neutrale Teilchen mit einem ungepaarten Elektron R^·, die überwiegend instabil und hochreaktiv sind. Sie werden durch Homolyse einer Bindung unter Aufwendung der Bindungsdissoziationsenergie gebildet. Dies kann geschehen durch erhöhte Temperatur (Thermolyse), durch Einstrahlung von Licht entsprechender Wellenlänge (Fotolyse), durch Einwirkung von γ-Strahlung (Radiolyse), durch chemische oder elektrochemische Energie in Redoxprozessen durch Elektronenübertragung sowie durch Spaltung infolge der Einwirkung mechanischer Energie bei Mahl- und Walkvorgängen.

Im Stoffwechsel werden auch unter normalen physiologischen Bedingungen, vor allem bei Reaktionen, an denen Cytochrom P₄₅₀ (Cytochrome) und Oxidasen beteiligt sind, sowie beim mitochondrialen Elektronentransport, H₂O₂ (Wasserstoffperoxid) und das Superoxidradikal oder Sauerstoffanionradikal (O₂^·–) gebildet, aus dem weitere sehr reaktive R. entstehen können. Diese R. leiten Oxidationsprozesse ein und zerstören DNA, Enzyme und Membranproteine. Insbesondere bei Zellen, die sich nicht mehr teilen, können sich im Laufe der Zeit solche Schäden an der DNA anhäufen, sodass es letztlich zu einem Rückgang oder sogar Verlust der Zellfunktion kommt (Altern). Es gibt einige Enzyme, die freie R. neutralisieren können. Die wichtigsten sind die Superoxid-Dismutase, die Katalase und die Glutathion-Peroxidase.