Для организма человека токсичность кислорода обусловлена токсичностью его активных форм, которые могут образовываться при переносе электронов от окисляемых субстратов на кислород. К активным формам кислорода относятся: супероксид-ион, гидроксильный радикал, пероксид-ион, синглетный кислород. Данные частицы представляют собой опасность для жизни клеток вследствие повреждений, которые они способны причинять всем классам биомолекул, особенно белкам и липидам, вызывая перекисное окисление.
В живой клетке происходит детоксикация пероксида водорода и супероксид-иона при участии природных антиоксидантов (аскорбиновой кислоты, витамина Е, глутатиона) и ферментов (супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы).