Найвідомішими антиоксидантними ферментами (АОФ) є білки-каталізатори: супероксиддисмутаза (СОД), каталаза та пероксидази. АОФ є найважливішою (внутрішньою) частиною антиоксидантної системи організму. Завдяки АОФ кожна клітина в нормі здатна знищувати надлишок вільних радикалів, проте, при надлишку необезшкоджених вільних радикалів істотну роль захисту організму від окислювального стресу грає зовнішня частина антиоксидантної системи — антиоксиданти, одержувані з їжею.