细胞试验闪现氢气能够康复羟自由基。之后，试验标明含氢滴眼液可直接下降视网膜缺血/再灌注引起的羟自由基。其他，试验证明氢气可中和电离辐射引起的羟自由基，具有辐射维护效应。

鉴于稀溶液中羟自由基与氢气的反响速率，或许会因速率太低而不能充分削减羟自由基发挥氢气的效果。但是，哺乳动物细胞有凌乱的生物膜结构，内有包含多种浓缩成份的粘稠溶液。因为在粘稠液体中碰撞频率是反响的限速进程，氢气的强分散性有助于其战胜低反响速率常数。反响链一旦从膜上开端，就会继续延伸，对细胞构成严峻损害。氢气在脂相的散布高于水相，特别是在不饱和脂质区，这也是开端链反响的首要靶标。这样的话，氢气就能够按捺链反响，链反响会生成脂质过氧化物和氧化应激标志物，如4-HNE和MDA。事实上，许多研讨都标明氢气能够下降这些氧化标志物水平。其他，羟自由基能够润饰脱氧鸟嘌呤，构成8-羟基-脱氧鸟嘌呤。动物及临床研讨标明，氢气能够下降8-羟基-脱氧鸟嘌呤水平。以上研讨效果标明满足的氢气能够有用缓解羟自由基引起的安排氧化损害。