Trys labiausiai paplitę ir reikšmingiausi antioksidantai yra glutationo peroksidazė, katalazė ir superoksido dismutazė. Likę keturi antioksidaciniai fermentai yra glutationo reduktazė, tioredoksino reduktazė, hemo oksigenazė ir biliverdino reduktazė. Kai kurie žmonės painioja antioksidantus su antioksidaciniais fermentais. Antioksidantai padeda atstatyti laisvųjų radikalų padarytą žalą organizme ir dėl to atsirandančią oksidaciją. Tačiau fermentai bando sustabdyti žalą, kol ji neįvyksta, sukeldami chemines reakcijas, kurios iš organizmo pašalina laisvuosius radikalus ir pavojingą deguonį oksidų pavidalu.
Glutationo peroksidazė ir glutationo reduktazė sudaro antioksidantų fermentų glutationo sistemą, kuri specialiai apsaugo organizmą nuo peroksidų, ypač vandenilio peroksido. Šie du fermentai yra ypač aktyvūs smegenyse, kurios yra labiausiai jautrus laisvųjų radikalų oksidacijai. Yra keturi skirtingi fermento peroksidazės tipai. Citozolinė glutationo peroksidazė (cGPx) pirmiausia padeda smegenims, skydliaukei ir širdžiai. Plazmos glutationo peroksidazė (pGPx) apsaugo kraujo plazmą nuo peroksidų.
Virškinimo trakto glutationo peroksidazė (GIGPx), kuri susidaro inkstuose, veikia kepenyse ir virškinimo trakte. Jis atakuoja peroksidus, susidarančius vartojant maistą. Fosfolipido hidroperoksido glutationo peroksidazė (PHGPx) veikia peroksidus, prijungtus prie riebalų lytiniuose organuose, smegenų srityje ir plazmos membranose. Glutationo reduktazė pašalina deguonį nuo bet kokio oksiduoto glutationo.
Kaip ir glutationo antioksidaciniai fermentai, katalazė taip pat naikina vandenilio peroksidą. Tioredoksino reduktazė skiriasi. Jo užduotis yra išvalyti kūną nuo baltymų disulfidų, kurie yra pagrindiniai kenksmingos oksidacijos veiksniai. Pašalindama baltymų disulfidus, tioredoksino reduktazė gali sumažinti bendrą deguonies kiekį organizme. Šis fermentas priklauso nuo seleno ir negali tinkamai veikti, nebent organizmas turi pakankamai šio mineralo atsargų.
Superoksido dismutazė padalija laisvuosius radikalus į dvi medžiagas: deguonies atomus ir vandenilio peroksido molekules, kurias vėliau gali sunaikinti kiti antioksidaciniai fermentai. Dismutazės fermentai veikia vienoje iš dviejų ląstelės sričių: citoplazmoje arba mitochondrijose. Hemo oksigenazė redukuoja hemą kraujyje į anglies dioksidą, geležį ir biliverdiną. Biliverdino viduje esantį deguonį pašalina fermentas biliverdino reduktazė. Ši cheminė reakcija iš tikrųjų gamina antioksidantą, žinomą kaip bilirubinas.
Deguonis paprastai laikomas pageidaujamu. Įkvepiama į plaučius, tai naudinga. Tačiau ląstelių lygiu deguonis sukelia ląstelių suskaidymą, senėjimą ir mirtį. Antioksidaciniai fermentai siekia sustabdyti šį naikinimo ciklą.
Žmonės dažnai gauna antioksidacinių fermentų iš papildų ar maisto produktų, kuriuose yra gyvų fermentų. Maisto produktai, kurių sudėtyje yra gyvų antioksidantų, yra dumbliai, mielės ir daigai. Be to, žaliose daržovėse, miežių žolėse ir kviečių žolėse yra daug antioksidantų fermentų.