历史上第一个被发现和证实的自由基是由摩西·冈伯格在1900年于密歇根大学发现的三苯甲基自由基[3] ，该自由基在隔绝空气的条件下发生二聚，形成“六苯基乙烷”。简单的有机自由基，如甲基自由基、乙基自由基，是在20世纪20年代通过气相反应证实的。有机自由基作为活泼中间体，是在30年代由D.H.海伊、W.A.沃特斯和M.S.卡拉施等的研究发现的[3] 。
自由基又称游离基，是具有非偶电子的基团或原子，它有两个主要特性：
一是化学反应活性高；
二是具有磁矩。
在一个化学反应中，或在外界（光、热、辐射等）影响下，分子中共价键断裂，使共用电子对变为一方所独占，则形成离子；若分裂的结果使共用电子对分属于两个原子（或基团），则形成自由基。[4]
有机化合物（Organic compounds）发生化学反应时，总是伴随着一部分共价键（covalent bond）的断裂和新的共价键的生成。当共价键发生均裂（homolyticbondcleavage）时，两个成键电子的分离，所形成的碎片有一个未成对电子，如H·，CH·，Cl·等。若是由一个以上的原子组成时，称为自由基（radical）。因为存在未成对电子，自由基和自由原子非常的活泼，通常无法分离得到。不过在许多反应中，自由基和自由原子以中间体的形式存在，尽管浓度很低，存留时间很短。
外界环境中的阳光辐射、空气污染、吸烟、农药等都会使人体产生更多活性氧自由基，使核酸突变，这是人类衰老和患病的根源。体内活性氧自由基具有一定的功能，如免疫和信号传导过程。但过多的活性氧自由基就会有破坏作用，导致人体正常细胞和组织的损坏，从而引起多种疾病。如心脏病、老年痴呆症、帕金森病和肿瘤。
自由基还可以通过一个原子或者分子的氧化还原过程来形成。[4]