Las capas de electrones en los átomos constan de orbitales, cada orbital sólo puede sostener un máximo de dos electrones. Los átomos o moléculas que tienen orbitales con un solo electrón tienden a ser muy inestables y se les denomina radicales libres.
Los radicales libres pueden iniciar una reacción de reducción-oxidación, convirtiendo a una molécula estable (incluyendo proteínas, ácidos nucleicos y lípidos) en un nuevo radical libre, comenzándose así una reacción en cadena.
Actualmente se sabe que los radicales libres contribuyen a procesos inflamatorios y disfunción endotelial, considerado este último como el factor de riesgo principal de enfermedades cardiovasculares.
Sin embargo, líneas de investigación han mostrado que ciertas moléculas denominadas antioxidantes son capaces de proteger otras moléculas contra el daño inducido por los radicales libres.
El café comparte con muchos frutos y vegetales su elevado contenido en antioxidantes en estado natural; se sugiere el consumo de alimentos con alto contenido en antioxidantes, como el café, para proteger al organismo de la oxidación celular y los daños provocados por los radicales libres.