酸素といえば普通は酸素分子のこと，つまり2個の酸素原子からできた分子で，化学式で書けばO2です．酸素原子は酸素原子核の回りを8個の電子が回っていますから，酸素分子では2個の酸素原子核の回りを16個の電子が取りまいています．電子が回っている軌道を分子軌道といいますが，多数の分子軌道があるので，エネルギーの低い安定な方から�@，�A，…と順番をつけて並べてみましょう．
�@σ1s, �Aσ*1s, �Bσ2s, �Cσ*2s, �Dσ2px, �Eπ2py, �Eπ2pz, �Fπ*2py, �Fπ*2pz, �Gσ*2px　
�@，�A，…の後ろにあるσ1s, σ*1sなどのむずかしそうな記号は分子軌道の正式な名称ですが，ここで覚える必要はありません．分子軌道に安定な方からこんな名前がついているということだけ知っていて下さい．この中で�Eにはπ2pyとπ2pzのエネルギーレベルの等しい2個の軌道があります．�Fにもπ*2pyとπ*2pzと同エネルギーレベルの軌道が2個あります．
つまり，安定な方から，1位が1つ，2位，3位，4位，5位もそれぞれ1つずつ軌道がありますが，6位と7位には等レベルの軌道が2つずつ，8位に1つの軌道があるということです．
1つの軌道には電子が2個ずつペアを組んで入りますから，安定な方から�@�A�B�C�D�E�Eまでの軌道で14個の電子が入ります．酸素分子の電子は16個です．残った2個の電子は�Fと�Fに1個ずつペアをつくらずに入ります．つまり酸素分子では，ペアを組まない電子が2個も軌道を回っています．このような独り者の電子を不対電子といいます．不対電子をもつ分子は化学反応性の高い過激な分子として有名です．

きれいな空気には，酸素分子，窒素分子，二酸化炭素分子，水蒸気(水分子)，など多数の分子がありますが，その中で，酸素分子のように反応性の高い過激な分子は他にありません．しかし排気ガスに含まれる酸化窒素(NO)や二酸化窒素(NO2)は不対電子をもつ危険な分子です．
この過激な酸素分子が私たちの呼吸に必要で命を支えてくれるのですが，ちょっとしたことでもっともっと過激な超反応性の分子やイオンに変身します．これが活性酸素です．
活性酸素の代表選手は，スーパーオキシドイオン，一重項酸素，ヒドロキシルラジカル，の3人で，どれが親分と決めれないくらい凶暴なものばかりです．なお，普通の酸素分子(といってもかなり過激ですが)のことを三重項酸素といいます．

スーパーオキシドイオンとは，�Fと�Fの軌道の一方にもう1個電子を加えたものです．新しく加わった電子は，もともとあった電子とペアを組みますから不対電子は1個に減ったはずですが，曲りなりにも平和にすごしている酸素分子に余計な電子が1個もぐりこんだのですから，この電子を追い出すか，あるいは，よそからもう1個の電子を奪ってきて不対電子をなくしてしまおうとするので，非常に危険な反応性の高いイオンです．

一重項酸素とは�Fと�Fの軌道に1個ずつ入っていた電子が，一方の軌道に押し入ってペアをつくってしまったものです．不対電子がなくなるので安定になりそうに思えるのに却って過激な危険分子になる理由は，�Fと�Fの軌道のようにエネルギーレベルが等しいときは，電子どうしは互いに別々にいるほうが反発しあわないで安定なためです．この軌道のエネルギーレベルが少しでも違っていたら，安定な方に2人で仲良く入れたはずですが…　とにかく一重項酸素は三重項酸素に戻るときに，自分ひとりで静かに戻らず，他の分子を攻撃して酸化してしまうことがよくあります．

ヒドロキシルラジカルは，水分子(H2O)から水素原子を1個引き抜いた残り(OH)です[高校の化学でアルカリ性溶液にはOH-イオンがあると習いますが，これとは別物で，イオンでもアルカリ性でもありません]．水という安定な分子から無理やり水素原子を引き抜いた残りですから，別の分子から水素原子を引き抜きかえすか，ヒドロキシルラジカル自身が他の分子に激突して酸化してしまうか，何か派手な化学反応を一発行わないと納まりません．こうやって見ると，活性酸素はすべてテロリスト分子です．自爆テロもいます．

私たちは空気中の普通の酸素分子(三重項酸素)を吸って生きています．なくなったら数分ももたずに窒息です．赤血球のヘモグロビン分子は，肺で取入れた酸素分子を化学反応しないようにていねいに組織の隅々まで運んでくれます．そこで酸素分子は細胞に入り，細胞内のミトコンドリアという小さな顆粒で，いろいろな栄養素の分解で生じた電子を受取って還元され水分子になります．このとき活性酸素ができないように，ミトコンドリアでは工夫を凝らして酸素分子を還元しますが，ミトコンドリアにたどり着く前にもいろいろな分子に接触したりして，どうしてもほんの少しは活性酸素が発生してしまいます．活性酸素の中で，一番できやすいスーパーオキシドイオンに対しては，細胞内にスーパーオキシドディスムターゼという酵素が待ち構えて，三重項酸素と過酸化水素に変えてしまいます．過酸化水素も活性酸素の仲間ですが，カタラーゼという酵素がすぐに三重項酸素と水分子に変えてしまいますから実質無害です．こう見ると何も害はなさそうですが，スーパーオキシドイオンが発生してからなくなるまでのわずかな時間にも細胞内のいろいろな分子と出合って，酸化しやすい分子なら酸化してしまいます．その中でも特にやられやすいのが多不飽和脂肪酸です．

多不飽和脂肪酸とは，不飽和結合，つまり二重結合をたくさんもった脂肪酸で，植物油などに含まれるリノール酸が代表格です．リノール酸は必須脂肪酸といって，これを一切食べないと，ビタミン不足と同じように栄養障害をおこします．体内ではもっとたくさんの不飽和結合をつくり，プロスタグランジンなど大事な化合物をつくる原料になります．リノール酸や，リノール酸からプロスタグランジンになる間の多不飽和脂肪酸がスーパーオキシドイオンに攻撃されると，過酸化脂質という厄介な化合物に変わり，大事な性能が失われます．多不飽和脂肪酸はリン脂質にも含まれています．リン脂質は細胞膜など体を作る生体膜の重要成分ですから，そこに過酸化脂質のように，なんとなく似ていてしかも有害な分子が紛れ込むと，その細胞自身が傷つくだけでなく，周りの細胞にも迷惑を及ぼします．過酸化脂質は，こんなわけで老化の原因分子とさえ言われる恐ろしい分子です．

活性酸素は，過酸化脂質をつくるほかに，遺伝子のDNAをちょん切って壊すこともあります．こんなに凶暴な分子ですが，ときには病原菌などの外敵を殺す強力な軍隊にもなります．ヒドロキシルラジカルで病原菌を集中攻撃して退治するんですが，味方の分子を攻撃しないという保証はありませんから，ときには誤爆の被害も出ます．強力な軍隊とはこんなものでしょう．