Reaktyviosios deguonies rūšys (ROS) yra molekulės, kuriose yra deguonies elementas ir kurios yra chemiškai labai aktyvios. Šios molekulės, kurios gali būti įvairių formų, pasiekia šį reaktyvumą dėl vienos bendros charakteristikos: elektrono, turinčio tik vieną ryšį, buvimo. Šioje būsenoje esantys elektronai turi stiprią tendenciją bandyti sudaryti stipresnius ryšius, dėl kurių vyksta cheminės reakcijos. Reaktyviosios deguonies rūšys gali būti tokios paprastos kaip superoksido (O2-) molekulės arba sudėtingesnės molekulės, pavyzdžiui, vandenilio peroksidas (H2O22). Šios molekulės, kartais vadinamos oksidatoriais arba laisvaisiais radikalais, randamos žmogaus organizme ir yra naudojamos bei susidaro vykstant ląstelių procesams.
Žmogaus kūno ląstelės naudoja superoksido molekules maisto pavertimui energija ir kitomis medžiagų apykaitos funkcijomis. Šie biocheminiai procesai yra labai sudėtingi, tačiau daugelis jų prasideda tuo, kad superoksido molekulės paverčiamos kitomis reaktyviosiomis deguonies rūšimis, kurios vėliau panaudojamos tolesnėse reakcijose. Kūnas turi natūralių priemonių susidoroti su šiomis molekulėmis, nes daugybė fermentų padeda jas neutralizuoti arba paversti mažiau reaktyvia forma. Reaktyviųjų deguonies molekulių perteklius gali būti žalingas ir, kaip manoma, prisideda prie daugelio procesų, naikinančių žmogaus ląsteles, DNR ir galiausiai bendrą sveikatą. Daugelis maisto produktų ir kitų papildų parduodami kaip turintys antioksidantų – medžiagų, kurios neutralizuoja reaktyviųjų deguonies rūšių molekulių perteklių ir neleidžia joms pakenkti organizmui.
Molekulės, tokios kaip reaktyviosios deguonies rūšys, gali patekti į organizmą įvairiais būdais, tačiau pirmiausia patenka per orą, kuriuo kvėpuojame. Cigarečių dūmuose ir pramoninėse išmetamosiose dujose yra daug tokio tipo molekulių, kurios, kaip žinoma, kenkia žmogaus audiniams, ypač plaučiams. Ozonas (O3, natūraliai susidaranti molekulė, taip pat labai chemiškai reaguoja, nors Žemės atmosferoje jo yra tik nedideliais kiekiais.
Reaktyviosios deguonies rūšys gali pažeisti žmogaus DNR reaguodamos su baltymais, esančiais DNR eilutėse. Šią žalą kartais gali atitaisyti natūrali organizmo apsauga, tačiau ši apsauga yra netobula, o nepavykus pataisyti, žala gali sukelti genetines mutacijas. Oksidacinis DNR pažeidimas gali sumažinti fermentų aktyvumą ir yra susijęs su vėžiu. Ši galimybė pažeisti kūno ląsteles ir audinius dėl kai kurių reaktyviųjų deguonies rūšių pertekliaus kartu su būtinybe tam tikram skaičiui kai kurių ROS molekulių sukuria savotišką paradoksą. Organizmui reikia ir kai kurių rūšių šių molekulių naudojamos pagrindinėms medžiagų apykaitos funkcijoms, tačiau jų perteklius gali būti žalingas.