自由基作用原理主要涉及自由基的生成、反應性和對生物體的影響。
自由基是含有一個不成對電子的原子團或分子，由於其電子結構不穩定，自由基會到處奪取其他物質的一個電子以形成穩定的物質，這個過程稱為「氧化」。自由基的生成通常需要外界因素如氧、陽光、菸草煙氣、空氣污染等參與，人體在呼吸和代謝過程中也會自然產生自由基。自由基在化學反應中作為反應中間體，可以參與多種生化過程，如細胞代謝反應、免疫反應等。
自由基對生物體的影響是雙面的，適量的自由基對人體是有益的，但過量的自由基會引發一系列疾病，如癌症、心臟病、中風等，自由基會破壞細胞膜、蛋白質、DNA等生物大分子，從而損傷細胞和組織，導致衰老和疾病。因此，抗氧化劑如維生素C、E和β胡蘿蔔素等可以中和自由基，減輕其對人體的危害。