衰老

衰老因素很多，其中最常见的内源性生化因子是自由基。老年动物及老年人血清脂质自由基水平增高，脂质自由基的分解产物为醛类，可以使蛋白质变性，使酶失活。这些变性物质被吞噬细胞吞噬消化不完全，导致色素增多，脑组织、肝细胞和其他组织内脂褐素含量增多。所以自由基会造成人体衰老。

动脉粥样硬化及脑血栓

机体缺血缺氧后,细胞外液中的钙离子内流进激活磷脂酶A2后，通过一系列反应最终生成氢过氧化物，在血栓素合成酶作用下,生成血栓素(TXA2)，血栓素是强烈的血管收缩剂和血小板聚集剂，血栓素的量及作用增多增强,会导致血管痉挛和促进血栓形成。

脑的再灌流性损害

缺血后再灌流氧自由基的产生，是脑再灌流性损害的根本。通常情况下，机体自由基的生成与清除能力保持动态平衡。当缺血时，清除自由基的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶降低，但在再灌流时自由基反应更为明显。因为脑缺血后在缺血期花生四烯酸代谢与氧自由基反应即已激活，脑再供血后，脑组织脂质过氧化反应更趋严重。

巴金森氏症

自由基破坏脑部，使得神经传导物质多巴胺缺乏所造成。多巴胺是和运动有关的神经传导物质，缺乏巴多胺会造成手部不自主顫抖，肌肉麻麻痹动作迟缓等临床症状。

白內障

眼球中水晶体的蛋白分子受到自由基攻击、氧化，使眼球之水晶体混浊不清，光线、影像无法进入视网膜，影响视力。

皮肤癌

紫外线会产生自由基，使皮肤出现角化、粗糙、产生斑点，更严重的是会引起表皮细胞变性，产生皮肤癌。

风湿性关节炎等发炎性疾病

当有病毒或细菌入侵身体时，白细胞会制造大量的自由基来消灭外来的病菌；但是过量的自由基除了吞噬病毒和细菌外，也会伤害附近的组织细胞，使发炎症状恶化。

糖尿病

胰腺中的β细胞会分泌胰島素，帮助血液中的葡萄糖進入细胞中，转换成组织运作所需要的能量，或将多余的糖分储存在肝、肌肉或脂肪细胞中。一旦β细胞被自由基氧化，这个功能将停摆，形成糖尿病。