Freie Radikale sind teile von Molekülen. An der Bruchstelle befindet sich ein Atom mit einem sog. ungepaartem Elektron (Englisch: odd electron).

Freie Radikale können biologisches Gewebe zerstören indem sie als Initiator eine Ketten-Reaktion auslösen in der ein freies Radikal sich mit einem Teil eines bestehenden Moleküles zu einem neuem Molekül verbindet und das andere Teil als neues freies Radikal frei kommt und eine gleiche Reaktion verursacht. In dieser Ketten-Reaktion verschwinden vom Körper gewünschte Moleküle, und entstehen unerwünschte oder gefährliche Moleküle. Bruchstellen im DNA sind an sich schon gefährlich weil Lesefähler des DNA's Krebs verursachen können.

Brüche in Molekülen erfordern einen großen Aufwand. Sie entstehen also nur durch extremen einflüssen:

Extreme Hitze (Feuer)
UV-Strahlung
Röntgen-Strahlung und andere Ionisierende Stralung

Freie Radikale können im Körper gelangen indem eines der obrigen einflüßen von Aussen Moleküle des Körpers in freie Radikale zerteilt. Direkte einwirkung extremer Hitze ist hier unwichtig weil der sonstige Schaden durch Feuer viel grösser ist. Freie Radikale können auch im Körper gelangen durch essen, trinken oder einatmen von irgend etwas das freie Radikale enthält, zum Beispiel:

Zigarrettenrauch
Essen das Ionisierender Stralung ausgesetzt war

Krankheiten wie

werden durch die aggressive Wirkung von freien Radikalen verursacht.

Antioxidantien schützen gegen freien Radikale im Körper, da diese freie Radikale dauerhaft binden.

Chemische Erklärung für Nicht-Chemiker (hoffentlich)

Moleküle bestehen aus Atome die durch Paaren von Elektronen mit einander verbunden sind. Die Stärke der Bindung hängt von der Kombination der Atome ab. Wenn ein gebundenes Atom ein Atom mit einem ungepaartem Elektron begegnet mit wem es Stärker binden kann als mit einem seiner heutigen `Partner', dann wechselt es zum Atom mit dem ungepaartem Elektron über. Es nimmt dabei eins der Elektronen aus seiner früheren Bindung mit und dieses paart sich mit dem ungepaartem Elektron. Der frühere `Partner' bleibt jetzt mit einem ungepaartem Elektron zurück. Das über-gewechselte Atom hatte noch andere `Partner' mit wem es immer noch verbunden ist. Auch das Atom das zu Anfang ein ungepaartes Elektron hatte ist immer noch mit anderen Atomen verbunden. Das Ganze ist jetzt ein neues Molekül. Der frühere `Partner' ist auch immer noch mit anderen Atomen verbunden, und diese Atom-Gruppe ist ein neues freies Radikal. Das Prozess könnte sich wiederholen mit dem neuem freiem Radikal aber nur mit Moleküle mit Bindungen die schwächer sind als die dessen aufbrechens das neue, schwächere freie Radikal geformt hat.

Eine komplexere Variante des Prozesses ist auch möglich: wenn ein Atom einem Atom mit einem ungepaartem Elektron begegnet und im selben Moment zufällig einen stoß bekommt dann kann es zu dem Atom überwechseln auch wenn die neue Bindung ein kleines Bisschen schwächer ist als die frühere Bindung. Atome bekommen oft stöße ab wegen der Wärme-Bewegung. Dieses Prozess wird sich wiederholen wobei immer mehr gleich starke Bindungen aufgebrochen werden, wobei ursprüngliche Moleküle zerstört werden und neu Moleküle geformt werden. Eine Ketten-Reaktion also wobei das ursprüngliche freie Radikal als Initiator auftritt. Das ist nicht dasselbe wie ein Katalysator weil das ursprüngliche freie Radikal verbraucht wird. Bei normalen Reaktionen würde aber die Reaktion aufhören wenn eins der Ausgangsstoffe verbraucht ist. Die Ketten-Reaktion bleibt aber Zugang wobei immer ein freies Radikal beteiligt ist das genau so `stark' ist wie das ursprüngliche. Die Ketten-Reaktion gleicht also mehr eine katalysierte Reaktion als eine normale Reaktion und der unterschied zwischen ein Initiator und ein Katalysator ist somit in vielen fällen unwichtig.

Inhibitoren stoppen die Ketten-Reaktion. Es sind Moleküle die sehr schwache freie Radikalen abgeben, also wobei dass erst beschriebene Prozess auftritt. Im Körper treten Antioxidantien als Inhibitoren auf.

Ein einsames Elektronenpaar (Englisch: lone pair) hat mit freien Radikalen nichts zu tun.