Theo Đại học bang Ohio, oxy gây ra mối đe dọa đối với cấu trúc tế bào vì một dạng oxy cụ thể, được gọi là gốc tự do, rất dễ phản ứng và có thể phá vỡ các phân tử tế bào, theo Đại học Bang Ohio. Các gốc tự do này là nguyên tử oxy với các điện tử chưa ghép đôi, được tạo ra trong quá trình trao đổi chất trong ti thể.
Ôxy được sử dụng bởi ty thể của tế bào khi kết thúc quá trình được gọi là chuỗi vận chuyển điện tử. Ti thể sử dụng quá trình này để tạo ra năng lượng hóa học có thể sử dụng được cho tế bào. Thông thường, quá trình này chuyển các electron từ hóa chất này sang hóa chất khác, cuối cùng kết thúc bằng oxy. Các nguyên tử ôxy thường có tất cả các điện tử của chúng được sắp xếp thành từng cặp, nhưng đôi khi quá trình này không được hoàn thành thành công, để lại ôxy với một điện tử chưa ghép đôi.
Vị trí chính gây tổn thương gốc tự do cho tế bào là trong DNA của ty thể. Ti thể là bào quan có ADN tách biệt với ADN trong nhân tế bào. DNA này cung cấp các chỉ dẫn hóa học cho ty thể để chúng hoạt động. Có nhiều cơ chế để sửa chữa tổn thương DNA nhân, nhưng ty thể không có những cơ chế này. Tổn thương đối với DNA của chúng thường là vĩnh viễn và sẽ tích tụ cho đến khi ti thể không còn hoạt động.
