Kolm kõige levinumat ja olulisemat antioksüdantset ensüümi on glutatioonperoksüdaas, katalaas ja superoksiiddismutaas. Ülejäänud neli antioksüdantset ensüümi on glutatioonreduktaas, tioredoksiini reduktaas, heemi oksügenaas ja biliverdiini reduktaas. Mõned inimesed ajavad antioksüdandid segamini antioksüdantsete ensüümidega. Antioksüdandid aitavad parandada kehas vabade radikaalide tekitatud kahjustusi ja sellest tulenevat oksüdatsiooni. Ensüümid aga püüavad kahjustusi peatada enne selle tekkimist, käivitades keemilisi reaktsioone, mis vabastavad keha vabadest radikaalidest ja ohtlikust hapnikust oksiidide kujul.
Glutatioonperoksüdaas ja glutatioonreduktaas moodustavad antioksüdantsete ensüümide glutatioonisüsteemi, mis kaitseb organismi spetsiifiliselt peroksiidide, eriti vesinikperoksiidi eest. Need kaks ensüümi on eriti aktiivsed ajus, mis on vabade radikaalide poolt kõige vastuvõtlikum organ. Peroksidaasi ensüümi on neli erinevat tüüpi. Tsütosoolne glutatioonperoksüdaas (cGPx) aitab peamiselt aju, kilpnääret ja südant. Plasma glutatioonperoksüdaas (pGPx) kaitseb vereplasmat peroksiidide eest.
Gastrointestinaalne glutatioonperoksüdaas (GIGPx), mis tekib neerudes, toimib maksas ja seedetraktis. See ründab toidu tarbimisel tekkivaid peroksiide. Fosfolipiidhüdroperoksiidglutatioonperoksüdaas (PHGPx) toimib suguorganites, ajupiirkonnas ja plasmamembraanides olevate rasvade külge kinnitatud peroksiididel. Glutatioonreduktaas eemaldab hapniku oksüdeeritud glutatioonist.
Nagu glutatiooni antioksüdantsed ensüümid, hävitab katalaas ka vesinikperoksiidi. Tioredoksiini reduktaas on erinev. Selle ülesanne on vabastada keha valgu disulfiididest, mis on peamised kahjuliku oksüdatsiooni käivitajad. Valkude disulfiidide kõrvaldamisega võib tioredoksiinreduktaas vähendada üldist hapniku kogust kehas. See ensüüm sõltub seleenist ja ei saa korralikult töötada, kui kehal pole selle mineraali piisavaid varusid.
Superoksiiddismutaas eraldab vabad radikaalid kaheks materjaliks: hapnikuaatomiteks ja vesinikperoksiidi molekulideks, mida võivad seejärel hävitada teised antioksüdantsed ensüümid. Dismutaasi ensüümid töötavad ühes kahest raku piirkonnast: tsütoplasmas või mitokondrites. Heemoksügenaas vähendab veres heemi süsinikdioksiidiks, rauaks ja biliverdiiniks. Biliverdiini sees olevat hapnikku eemaldab ensüüm biliverdiini reduktaas. See keemiline reaktsioon toodab tegelikult antioksüdanti, mida nimetatakse bilirubiiniks.
Tavaliselt peetakse hapnikku soovitavaks. Kopsudesse hingatuna on see kasulik. Rakutasandil aga põhjustab hapnik rakkude lagunemist, vananemist ja surma. Antioksüdantsed ensüümid püüavad seda hävingutsüklit peatada.
Inimesed saavad sageli antioksüdantseid ensüüme toidulisanditest või elusaid ensüüme sisaldavatest toiduainetest. Elusaid antioksüdantseid ensüüme sisaldavad toidud on vetikad, pärm ja idud. Samuti sisaldavad toored köögiviljad, odrahein ja nisuhein kõrgel tasemel antioksüdantseid ensüüme.