生物體內活性氧的生成與清除處于動態平衡狀態，當各種因素打破這一平衡而導致活性氧濃度超過生理限度時就會損傷生物大分子，包括脂質過氧化、DNA的氧化損傷、蛋白質的氧化和單糖氧化等。
在病理條件下,ROS產生過多或抗氧化系統活性下降,可引發脂質過氧化反應損傷細胞膜使細胞受損。脂質過氧化為氧應激增強后發生的ROS氧化生物膜的過程,如丙二醛 (malonaldehyde, MDA)和4-羥基壬烯酸(4-hydroxynonenal,HNE),從而使細胞膜的流動性和通透性發生改變,最終導致細胞結構和功能的改變。