Trzy najbardziej powszechne i znaczące enzymy antyoksydacyjne to peroksydaza glutationowa, katalaza i dysmutaza ponadtlenkowa. Cztery pozostałe enzymy antyoksydacyjne to reduktaza glutationowa, reduktaza tioredoksynowa, oksygenaza hemowa i reduktaza biliwerdynowa. Niektórzy ludzie mylą antyoksydanty z enzymami antyoksydacyjnymi. Przeciwutleniacze pomagają naprawić uszkodzenia wyrządzone w organizmie przez wolne rodniki i wynikające z nich utlenianie. Enzymy jednak próbują powstrzymać uszkodzenia, zanim do nich dojdzie, wywołując reakcje chemiczne, które pozbawiają organizm wolnych rodników i niebezpiecznego tlenu w postaci tlenków.
Peroksydaza glutationowa i reduktaza glutationowa tworzą system enzymów antyoksydacyjnych glutationu, który specyficznie chroni organizm przed nadtlenkami, zwłaszcza nadtlenkiem wodoru. Te dwa enzymy są szczególnie aktywne w mózgu, który jest narządem najbardziej podatnym na utlenianie przez wolne rodniki. Istnieją cztery różne typy enzymu peroksydazy. Cytozolowa peroksydaza glutationowa (cGPx) pomaga przede wszystkim mózgowi, tarczycy i sercu. Plazmowa peroksydaza glutationowa (pGPx) chroni osocze krwi przed nadtlenkami.
Wytwarzana w nerkach peroksydaza glutationowa (GIGPx) działa w wątrobie i przewodzie pokarmowym. Atakuje nadtlenki powstające w wyniku spożycia żywności. Fosfolipidowa peroksydaza wodoronadtlenku glutationu (PHGPx) działa na nadtlenki przyłączone do tłuszczów w narządach płciowych, regionie mózgu i błonach plazmatycznych. Reduktaza glutationowa usuwa tlen z utlenionego glutationu.
Podobnie jak enzymy antyoksydacyjne glutationu, katalaza niszczy również nadtlenek wodoru. Reduktaza tioredoksynowa jest inna. Jego zadaniem jest pozbywanie się z organizmu dwusiarczków białek, które są głównymi wyzwalaczami szkodliwego utleniania. Eliminując dwusiarczki białkowe, reduktaza tioredoksynowa może zmniejszyć całkowitą ilość tlenu w organizmie. Enzym ten jest zależny od selenu i nie może działać prawidłowo, jeśli organizm nie ma wystarczających zapasów tego minerału.
Dysmutaza ponadtlenkowa rozdziela wolne rodniki na dwa materiały: atomy tlenu i cząsteczki nadtlenku wodoru, które następnie mogą zostać zniszczone przez inne enzymy antyoksydacyjne. Enzymy dysmutazy działają w jednym z dwóch obszarów komórki: cytoplazmie lub mitochondriach. Oksygenaza hemowa redukuje hem we krwi do dwutlenku węgla, żelaza i biliwerdyny. Tlen znajdujący się w biliwerdynie jest usuwany przez enzym reduktazę biliwerdyny. Ta reakcja chemiczna faktycznie wytwarza przeciwutleniacz znany jako bilirubina.
Tlen jest zwykle postrzegany jako pożądany. Wdychany do płuc jest korzystny. Jednak na poziomie komórkowym tlen powoduje rozpad, starzenie się i obumieranie komórek. Enzymy przeciwutleniające starają się zatrzymać ten cykl destrukcji.
Ludzie często otrzymują enzymy przeciwutleniające z suplementów lub żywności zawierającej żywe enzymy. Pokarmy zawierające żywe enzymy przeciwutleniające obejmują algi, drożdże i kiełki. Ponadto surowe warzywa, trawa jęczmienna i trawa pszeniczna zawierają wysoki poziom enzymów przeciwutleniających.