氢气的生物学效应机制中被广泛接受的是选择性抗氧化，为了详细了解这一机制，必须熟悉自由基和活性氧，以及氧化损伤的研究背景。本章主要围绕和氢气选择性抗氧化关系比较密切的相关内容进行梳理，以方便读者对自由基生物学有一个大概了解和把握。如果要更全面了解自由基生物学知识，需要参考自由基相关专著。

自由基是原子核外存在不成对电子的原子、原子团或分子，活性氧是指在生物体内与氧代谢有关的含氧自由基和易形成自由基的过氧化物的总称。许多人认为，自由基或活性氧是百病之源，这是过分夸张了自由基或活性氧的负面作用。实际上，自由基或活性氧首先是生命体内非常重要的活性物质，大部分自由基或活性氧是对机体有利的，而不是有害的。从某种意义讲，氧化应激也是机体维持正常功能的重要条件，但自由基或活性氧过渡增加或氧化应激超过一定限度，则会造成组织损伤，引起氧化损伤，氧化损伤几乎在所有疾病的病理生理过程中不同程度地发挥作用。由于自由基或活性氧存在许多类型，大部分自由基或活性氧是对机体有利，少部分活性强的毒性自由基才是产生氧化损伤的关键。内源性抗氧化和选择性抗氧化是应对氧化损伤最可靠的手段。运动和食用白藜芦醇、姜黄素和萝卜硫素等都是具有诱导内源性抗氧化能力的手段。氢气的选择性抗氧化是最近几年自由基生物学领域最活跃的研究方向，主要是由于氢气的独特生物学效应和巨大而诱人的应用前景。如果把自由基生物学比喻为一座宝塔，氢气的选择性抗氧化可以说是自由基生物学领域最灿烂的明珠。