При стрес, натоварвания и болестни процеси в организма най-често се образуват следните свободни радикали:
Супероксиден радикал (O2-) – образува се при увреждане на митохондриите и други клетъчни процеси.

- Хидроксилен радикал (OH-) – много реактивен и токсичен радикал, който уврежда ДНК, протеини и липиди.
- Пероксилни радикали (ROO-) – образуват се при окисляване на липиди. Молекулярният водород (H2) действа като антиоксидант, като отдава електрон на свободните радикали и ги превръща в неутрални молекули:
O2- + H2 → H2O2
OH- + H2 → H2O
ROO- + H2 → ROOH
По този начин водородът неутрализира свободните радикали, преди да са нанесли сериозни увреждания на клетките.
Вече има много научни проучвания за ползите от пиенето на водородна вода при най-различни състояния и заболявания, Паркинсон, Алцхаймер, атопичен дерматит при деца и др.