Stres oksydacyjny to stan, w którym nadmierna produkcja reaktywnych form tlenu (ROS) przeważa komórkowe mechanizmy obronne obsługiwane przez antyoksydanty. Szczególnie istotną informacją jest to, że stres oksydacyjny odgrywa znaczącą rolę w powstawaniu i progresji kilku chorób zwyrodnieniowych, poprzez mutacje DNA, oraz utlenianie białek i/lub peroksydację lipidów. Dane z literatury fachowej zwracają szczególną uwagę na rolę ROS i stresu oksydacyjnego w cukrzycy, chorobach sercowo-naczyniowych, przewlekłych zaburzeniach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona i Alzheimera, i innych.

Komórki naturalnie wytwarzają środowisko redukujące wolne rodniki w wystarczającej wydajności, jednak w szczególnych sytuacjach owa wydajność przestaje być wystarczająca. Takimi sytuacjami mogą być np. niedobory żywieniowe, lub ekspozycja na toksyny.

Stres oksydacyjny odgrywa też sporą rolę w regulacji tempa procesu starzenia się organizmu, dlatego działania ukierunkowane na odpowiednią wydajność mechanizmów redukujących są wykorzystywane nie tylko w profilaktyce chorób, ale i w ramach kuracji anti-age’ingowych.