Il termine "esplosione respiratoria" si utilizza solitamente per designare la liberazione di queste specie reattive dell'ossigeno da parte delle cellulue fagocitiche del sistema immune, come ad esempio neutrofili e monociti quando entrano in contatto con tipi differenti di batteri o funghi. L'esplosione respiratoria gioca in ruolo molto importante nel sistema immune, è una reazione cruciale che avviene nei fagociti dove è utilizzata per uccidere e degradare i microrganismi fagocitati. Le cellule fagocitiche del sistema immune utilizzano l'NADPH per ridurre O2 a radicale superossido: il superossido ottenuto è poi attaccato dall'enzima superossido dismutasi per formare il perossido d'idrogeno, il quale a sua volta serve da substrato all'enzima perossidasi per ossidare Cl-, Br- e I- a ipoclorito, ipobromito e ipoiodito, composti estremamente tossici per i microrganismi. Il perossido di idrogeno può inoltre partecipare alla reazione di Haber-Weiss, catalizzata da cationi, per formare il radicale idrossile.