A szuperoxid-dizmutáz fémtartalmú enzim. A növényvilágban három alapvető formáját azonosították. Attól függően, hogy milyen fémet tartalmaz és hol fordul elő, megkülönböztetünk Cu/Zn-SOD-t, Mn-SOD-t, Fe-SOD-t. A Cu/Zn-SOD elsősorban az eukarióta szervezetek citoplazmájában és/vagy a kloroplasztisz sztrómájában található. A Mn-SOD a prokarióta szervezetekre jellemző, de megtalálható az eukarióta szervezetek mitokondriális mátrixában is. A Fe-SOD a prokariótákon kívül néhány eukarióta család kloroplasztiszában is megtalálható.

Az enzim a szuperoxid (^•O₂^–) dizmutációját katalizálja. Az így keletkezett hidrogén-peroxid (H₂O₂) az előbb leírt módokon, pl. kataláz segítségével alakul át vízzé (H₂O) és oxigénné (O₂). A szuperoxid dizmutázt jelentős antioxidánsnak tekintik. Azonban állati és baktérium-sejtekben, ahol megemelkedett aktivitását észlelték, a sejtek halálát okozta, ha a kataláz nem volt képes semlegesíteni a keletkezett hidrogén-peroxidot (H₂O₂). Egyes feltételezések szerint a SOD képes a hidrogén-peroxidból (H₂O₂) hidroxil gyök (^•OH) keletkezését is katalizálni; feltehetően ez a mechanizmus magyarázza a hidroxil gyöknek a membránkötött átmeneti fémektől távol eső károsítását (Yim et al., 1990).

Jelentős antioxidáns, az egész sejten belül megtalálható. Képes közvetlenül reakcióba lépni a szuperoxiddal (^•O₂^–) és a hidroxil gyökkel (^•OH), valamint képes a hidrogén-peroxidot (H₂O₂) aszkorbát-peroxidáz segítségével – Halliwell-Asada-ciklus – átalakítani.

Az oxidált aszkorbát dehidroaszkorbát-reduktáz segítségével, glutation terhére regenerálódik; ez utóbbi regenerálódását a glutation-reduktáz és a NADPH biztosítja.

A glutation redukált (GSH) és oxidált (GSSG) formája, valamint a glutation-reduktáz (GR) jelentős szerepet játszik a hidrogén-peroxid (H₂O₂) lebontásában a citoszolban és a kloroplasztiszban szerveződött összetett rendszerben, a Halliwell-Asada-ciklusban. A glutation-S-transzferáz a xenobiotikumok méregtelenítésében vesz részt. Hasonlóan az aszkorbáthoz, a glutation is képes közvetlen reakciókra.

Fontos még megemlíteni mint nem enzimatikus antioxidánst, az E-vitamint (α-tokoferol), amely a membránok kettős lipidrétegében található, és védelmet nyújt a lipid-peroxidáció ellen. Az oxidált vitamin az aszkorbát-glutation ciklusban nyeri vissza redukáló képességét.

Az alábbi antioxidáns-rendszereken kívül számos flavonoid komplex képes antioxidánsként működni, gátolva a lipid-peroxidációt.

A hidrogén-peroxidot (H₂O₂) vízzé (H₂O) és oxigénné (O₂) katalizáló vasporfirin prosztetikus csoportot tartalmazó enzim megtalálható a legtöbb aerob élő szervezetben. Jelentős szerepet játszik a peroxiszómák és a glioxiszómák hidrogén-peroxid- (H₂O₂) szintjének csökkentésében. Szerepe a növény–kórokozó kölcsönhatásokban is jelentős. A kataláz disszociációs állandója magas, így kis mennyiségű hidrogén-peroxid (H₂O₂) átalakításának katalizálásánál nem túl hatékony, pl.: ha 1 mg katalázt elegyítünk 10 mM-os hidrogén-peroxid- (H₂O₂) oldattal, akkor 4000 mol H₂O₂/perc teljesítménnyel katalizálja a reakciót, míg ugyanennyi kataláz 10 μM-os hidrogén-peroxid- (H₂O₂) oldatban csak 2 μmol/perc. Ebben az esetben az előzőleg leírt rendszer jóval hatékonyabb, mint a kataláz. Az is lehetséges, hogy bizonyos stresszhelyzetekben, amikor a NADPH-igény nagy, a kataláz szerepe megnövekedik.