Reaktive Sauerstoffspezies sind hochreaktive, kurzlebige Sauerstoffderivate wie Superoxid-Anion, Wasserstoffperoxid und Hydroxylradikale. In Werkstoffen beeinflussen sie oxidative Abbauprozesse von Polymeren, Biowerkstoffen und Korrosionsvorgänge an Metallen. In biologischen Systemen modulieren sie Signalwege, können aber bei Überproduktion oxidativen Stress verursachen. Materialdesign nutzt ROS sowohl zur antimikrobiellen Wirkung als auch durch Antioxidantien zur Stabilisierung empfindlicher Werkstoffe.