Một gốc tự do (Anh ngữ: free radical hoặc radicals) là một phân tử với một điện tử độc lập / chưa tạo thành cặp (unpaired electron) (Afzal & Armstrong, 2002). Những gốc tự do thiếu hụt electron để tạo thành "bộ tám" (octet) theo cấu trúc của Lewis (Lewis Structure). Ví dụ: khi phân tử Cl2 tách ra thành hai nguyên từ Cl. Mỗi nguyên tử Cl sẽ mang 7 electrons (valence electrons), 7 electrons tạo thành 3 cặp electrons, 1 electron độc lập (khi 2 nguyên tử Cl kết hợp, electron độc thân sẽ kết hợp với nhau làm một cặp electron). Mỗi nguyên tử Cl với 7 electrons là một gốc tự do. Electron độc thân được gọi là electron số lẻ (odd electron) hoặc electron gốc (radical electron). Những electron này luôn trong tư thế sẵn sàng để kết hợp với một electron tự do của một nguyên tử khác để tạo một liên kết. Thông thường, những nguyên tử này sẽ được vẽ với một dấu chấm (vd: Cl·) để đại diện cho electron lẻ (odd electron) chưa tạo thành cặp (unpaired). Những gốc tự do rất dễ tạo ra phản ứng (reactive).[1]