1956年Rebecca Gerchman和Daniel Gilbert发现了超氧化物的毒性作用。到今天为止人们已经鉴别出许多的自由基。它们的毒性作用与100多种疾病有关（恶性肿瘤、动脉硬化、爱滋病、关节炎等）。
自由基是原子形式的或分子形式的带有未配对的电子的基团。它们具有很高的反应能力，可以通过作用细胞膜、蛋白质和DNA上的不饱和脂肪酸而导致细胞受损。它们在细胞正常的新陈代谢过程中发生的氧化还原反应中产生。例如超氧化物形成于失氧反应中，但同时它又引起了一系列的链式反应而产生新的自由基而导致低密度脂蛋白的氧化反应。
噬菌细胞、吸烟，暴露于射线下等也会产生自由基。
抗氧化剂是一种可以安全的与自由基反应，在自由基损害到重要分子之前阻止链式反应的分子。它们在细胞内和细胞外都有发现。
抗氧化剂可以分为三类：
-第一是阻止新的自由基产生的作用（超氧化物歧化酶、谷胱苷肽过氧化物酶、铁蛋白、血浆铜蓝蛋白）
-第二是抑制链式反应的进一步进行（维生素E、C）
-第三是修复被自由基损伤的生物分子以及大多数的DNA。（甲硫氨酸还原酶）
虾青素是类胡萝卜素的一种，在很多中鱼类（最多的是鲑鱼），蟹类，草本植物，鸟类，藻类（尤其是雨生红球藻），酵母中都有发现。
虾青素与beta胡萝卜素比较相似。不同之处是在苯环上多了一个羟基和氧。
虾青素是1938年从龙虾中首次被分离出来的，它是一种超强的天然抗氧化剂。它可以淬灭单形态氧，清除自由基以及有效的结束过氧化链式反应，从而保护细胞免受氧化反应的伤害。
