Trīs visizplatītākie un nozīmīgākie antioksidantu enzīmi ir glutationa peroksidāze, katalāze un superoksīda dismutāze. Četri atlikušie antioksidantu enzīmi ir glutationa reduktāze, tioredoksīna reduktāze, hēma oksigenāze un biliverdīna reduktāze. Daži cilvēki sajauc antioksidantus ar antioksidantu enzīmiem. Antioksidanti palīdz novērst brīvo radikāļu radītos bojājumus organismā un no tā izrietošo oksidāciju. Tomēr enzīmi mēģina apturēt bojājumus, pirms tie rodas, izraisot ķīmiskas reakcijas, kas atbrīvo ķermeni no brīvajiem radikāļiem un bīstamā skābekļa oksīdu veidā.
Glutationa peroksidāze un glutationa reduktāze veido antioksidantu enzīmu glutationa sistēmu, kas īpaši aizsargā organismu pret peroksīdiem, īpaši ūdeņraža peroksīdu. Šie divi enzīmi ir īpaši aktīvi smadzenēs, kas ir orgāns, kas ir visvairāk jutīgs pret brīvo radikāļu oksidāciju. Ir četri dažādi peroksidāzes enzīma veidi. Citozoliskā glutationa peroksidāze (cGPx) galvenokārt palīdz smadzenēm, vairogdziedzerim un sirdij. Plazmas glutationa peroksidāze (pGPx) aizsargā asins plazmu no peroksīdiem.
Kuņģa-zarnu trakta glutationa peroksidāze (GIGPx), kas veidojas nierēs, darbojas aknās un kuņģa-zarnu traktā. Tas uzbrūk peroksīdiem, ko rada pārtikas patēriņš. Fosfolipīdhidroperoksīda glutationa peroksidāze (PHGPx) iedarbojas uz peroksīdiem, kas saistīti ar taukiem dzimumorgānos, smadzeņu reģionā un plazmas membrānās. Glutationa reduktāze atdala skābekli no oksidētā glutationa.
Tāpat kā glutationa antioksidantu enzīmi, katalāze arī iznīcina ūdeņraža peroksīdu. Tioredoksīna reduktāze ir atšķirīga. Tās uzdevums ir atbrīvot ķermeni no olbaltumvielu disulfīdiem, kas ir galvenie kaitīgās oksidācijas izraisītāji. Likvidējot olbaltumvielu disulfīdus, tioredoksīna reduktāze var samazināt kopējo skābekļa daudzumu organismā. Šis enzīms ir atkarīgs no selēna un nevar pareizi darboties, ja vien organismā nav pietiekami daudz šī minerāla krājumu.
Superoksīda dismutāze atdala brīvos radikāļus divos materiālos: skābekļa atomos un ūdeņraža peroksīda molekulās, kuras pēc tam var iznīcināt citi antioksidantu enzīmi. Dismutāzes enzīmi darbojas vienā no divām šūnas zonām: citoplazmā vai mitohondrijās. Hēma oksigenāze samazina hēmu asinīs līdz oglekļa dioksīdam, dzelzs un biliverdīnam. Skābekli biliverdīnā atdala enzīms biliverdīna reduktāze. Šī ķīmiskā reakcija faktiski ražo antioksidantu, kas pazīstams kā bilirubīns.
Skābeklis parasti tiek uzskatīts par vēlamu. Ieelpots plaušās, tas ir izdevīgi. Tomēr šūnu līmenī skābeklis izraisa šūnu sadalīšanos, novecošanos un nāvi. Antioksidantu enzīmi cenšas apturēt šo iznīcināšanas ciklu.
Cilvēki bieži saņem antioksidantu enzīmus no uztura bagātinātājiem vai pārtikas produktiem, kas satur dzīvus fermentus. Pārtika, kas satur dzīvus antioksidantu enzīmus, ir aļģes, raugs un kāposti. Arī neapstrādāti dārzeņi, miežu zāle un kviešu zāle satur augstu antioksidantu enzīmu līmeni.