Tri najčešća i najznačajnija antioksidativna enzima uključuju glutation peroksidazu, katalazu i superoksid dismutazu. Četiri preostala antioksidativna enzima su glutation reduktaza, tioredoksin reduktaza, hem oksigenaza i biliverdin reduktaza. Neki ljudi brkaju antioksidanse s antioksidativnim enzimima. Antioksidansi pomažu popraviti oštećenja uzrokovana slobodnim radikalima u tijelu i rezultirajućom oksidacijom. Enzimi, međutim, pokušavaju zaustaviti oštećenja prije nego što nastanu pokrećući kemijske reakcije koje oslobađaju tijelo slobodnih radikala i opasnog kisika u obliku oksida.
Glutation peroksidaza i glutation reduktaza čine glutationski sustav antioksidativnih enzima koji posebno štite tijelo od peroksida, posebno vodikovog peroksida. Ova dva enzima posebno su aktivna u mozgu, organu koji je najosjetljiviji na oksidaciju slobodnih radikala. Postoje četiri različite vrste enzima peroksidaze. Citosolna glutation peroksidaza (cGPx) prvenstveno pomaže mozgu, štitnjači i srcu. Plazma glutation peroksidaza (pGPx) štiti krvnu plazmu od peroksida.
Gastrointestinalna glutation peroksidaza (GIGPx), koja se stvara u bubrezima, djeluje u jetri i gastrointestinalnom traktu. Napada perokside koji nastaju konzumiranjem hrane. Fosfolipid hidroperoksid glutation peroksidaza (PHGPx) djeluje na perokside vezane za masti u spolnim organima, cerebralnoj regiji i u plazma membranama. Glutation reduktaza uklanja kisik iz bilo kojeg oksidiranog glutationa.
Poput enzima antioksidansa glutationa, katalaza također uništava vodikov peroksid. Tioredoksin reduktaza je drugačija. Njegova je zadaća osloboditi tijelo proteinskih disulfida, koji su glavni pokretači štetne oksidacije. Eliminacijom proteinskih disulfida, tioredoksin reduktaza može smanjiti ukupnu količinu kisika u tijelu. Ovaj enzim ovisi o selenu i ne može ispravno raditi osim ako tijelo nema dovoljno zaliha ovog minerala.
Superoksid dismutaza odvaja slobodne radikale na dva materijala: atome kisika i molekule vodikovog peroksida koje potom mogu uništiti drugi antioksidativni enzimi. Enzimi dismutaze djeluju u jednom od dva područja stanice: citoplazmi ili mitohondrijima. Hemoksigenaza reducira hem u krvi u ugljični dioksid, željezo i biliverdin. Enzim biliverdin reduktaza uklanja kisik unutar biliverdina. Ova kemijska reakcija zapravo proizvodi antioksidans poznat kao bilirubin.
Kisik se normalno smatra poželjnim. Udahnut u pluća, blagotvoran je. Međutim, na staničnoj razini kisik uzrokuje razgradnju, starenje i umiranje stanica. Enzimi antioksidansa nastoje zaustaviti taj ciklus uništenja.
Ljudi često dobivaju antioksidativne enzime iz suplemenata ili hrane koja sadrži žive enzime. Namirnice koje sadrže žive antioksidativne enzime uključuju alge, kvasac i klice. Također, sirovo povrće, ječmena trava i pšenična trava sadrže visoke razine antioksidativnih enzima.