活性酸素の一種であり，酸素分子に1電子が加わったもの（O2-）。本来はその酸化作用による殺菌作用など，生体防御機構に関与しているが，一方で虚血再灌流時などに大量に産生され細胞傷害の原因となる。活性酸素はラジカル種と非ラジカル種に分けられ，スーパーオキサイドは前者の代表である。スーパーオキサイド自体も直接酸化的傷害を引きおこす能力を有するが，一酸化窒素（NO）と反応しパーオキシナイトライト（ONOO-）となり，さらに水酸化ラジカル（HO・）となって強力な酸化的傷害を引きおこす。スーパーオキサイドは生体内において，スーパーオキサイド ディスムターゼ（SOD）という酵素によって代謝され過酸化水素となる。スーパーオキサイドは種々の病態における細胞傷害，臓器障害に関与していると考えられるが，とくに虚血再灌流障害や急性肺傷害を引きおこすメカニズムにおいて重要な役割を担っていると考えられている。