Trije najpogostejši in pomembni antioksidativni encimi vključujejo glutation peroksidazo, katalazo in superoksid dismutazo. Štirje preostali antioksidativni encimi so glutation reduktaza, tioredoksin reduktaza, hem oksigenaza in biliverdin reduktaza. Nekateri zamenjujejo antioksidante z antioksidativnimi encimi. Antioksidanti pomagajo popraviti škodo, ki jo povzročijo prosti radikali v telesu in posledično oksidacijo. Encimi pa poskušajo ustaviti poškodbe, preden se pojavijo, tako da sprožijo kemične reakcije, ki osvobodijo telo prostih radikalov in nevarnega kisika v obliki oksidov.
Glutation peroksidaza in glutation reduktaza sestavljata glutationski sistem antioksidativnih encimov, ki posebej ščitijo telo pred peroksidi, zlasti vodikovim peroksidom. Ta dva encima sta še posebej aktivna v možganih, ki so organ, ki je najbolj dovzeten za oksidacijo prostih radikalov. Obstajajo štiri različne vrste encima peroksidaze. Citosolna glutation peroksidaza (cGPx) pomaga predvsem možganom, ščitnici in srcu. Plazemska glutation peroksidaza (pGPx) ščiti krvno plazmo pred peroksidi.
Gastrointestinalna glutation peroksidaza (GIGPx), ki nastaja v ledvicah, deluje v jetrih in prebavilih. Napada perokside, ki nastanejo pri uživanju hrane. Fosfolipidni hidroperoksid glutation peroksidaza (PHGPx) deluje na perokside, vezane na maščobe v spolnih organih, možganski regiji in v plazemskih membranah. Glutation reduktaza odstrani kisik iz katerega koli oksidiranega glutationa.
Tako kot antioksidativni encimi glutationa, tudi katalaza uniči vodikov peroksid. Tioredoksin reduktaza je drugačna. Njegova naloga je osvoboditi telo beljakovinskih disulfidov, ki so glavni sprožilci škodljive oksidacije. Z izločanjem proteinskih disulfidov lahko tioredoksin reduktaza zmanjša celotno količino kisika v telesu. Ta encim je odvisen od selena in ne more pravilno delovati, če telo nima dovolj zalog tega minerala.
Superoksid dismutaza loči proste radikale na dva materiala: atome kisika in molekule vodikovega peroksida, ki jih lahko nato uničijo drugi antioksidativni encimi. Encimi dismutaza delujejo na enem od dveh področij celice: v citoplazmi ali mitohondrijih. Hemoksigenaza reducira hem v krvi na ogljikov dioksid, železo in biliverdin. Kisik v biliverdinu odstranjuje encim biliverdin reduktaza. Ta kemična reakcija dejansko proizvaja antioksidant, znan kot bilirubin.
Kisik se običajno šteje za zaželenega. Vdihnjen v pljuča je koristen. Na celični ravni pa kisik povzroči razgradnjo, staranje in odmiranje celic. Antioksidativni encimi poskušajo ustaviti ta cikel uničenja.
Ljudje pogosto dobijo antioksidativne encime iz dodatkov ali živil, ki vsebujejo žive encime. Živila, ki vsebujejo žive antioksidativne encime, vključujejo alge, kvas in kalčke. Surova zelenjava, ječmenova trava in pšenična trava vsebujejo tudi visoko raven antioksidantnih encimov.