正常小量生成的AOS，会被超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶及维生素E等细胞内外抗氧化剂清除。在缺氧、缺血、细胞吞噬、化学性放射性损伤、炎症以及老化等的氧化还原过程中，AOS生成增多，脂质、蛋白质和DNA过氧化。通过改变邻近分子构型，引起膜相结构脂质双层稳定性下降，DNA单链破坏与断裂，促进含硫蛋白质的相互交联，并直接导致多肽破裂成碎片。AOS的强氧化作用是细胞损伤的基本环节。