氧化强化剂与有氧代谢相关联，其中包括羟基自由基、超氧阴离子自由基、过氧化氢和一氧化氮，这些被称作自由基或活性氧组分（ROS）。氧化强化剂和抗氧化剂之间存在着复杂的相互作用，这种相互作用可以维持细胞内的动态平衡。当氧化强化剂和抗氧化剂之间的平衡被打破时，就会引发氧化应激（OS）状态。在女性不孕症中，OS通过一系列机制导致不孕。卵母细胞和精子可能直接受到损伤，同时腹膜腔中的OS环境也会对受精过程造成损害。即使受精成功，也可能发生胚胎畸形、着床失败、流产或后代先天性异常等现象，这些现象与细胞凋亡有关。输卵管中的OS对胚胎造成直接的负面影响。当女性生殖道中的ROS和抗氧化剂之间失衡时，子宫内膜可能出现缺陷。正常情况下，子宫内膜可以为胚胎的生长和发育提供支持。而在黄体退化和黄体激素支持不足的情况下，也会出现ROS和抗氧化剂失衡的情况。OS还与其他不孕症原因有关，如子宫内膜异位、输卵管积水、多囊卵巢疾病、原因不明的不孕症和复发性流产等。OS与原因不明的不育症之间存在关联。研究人员提出了一个假说，即提高的ROS水平会破坏腹膜液中氧化强化剂/抗氧化剂的平衡，并可能成为无其他明显病因的不孕症女性不孕的原因。当卵子从卵巢释放后，提高的ROS水平会损害卵子、受精卵/胚胎和精子，它们对OS非常敏感。研究人员通过对不育症症状患者和接受输卵管结扎的女性进行腹腔镜检查并比较腹膜液中ROS水平的研究，发现患有原因不明的不育症的女性的腹膜液中ROS水平远高于可育女性。在原因不明的不育症患者体内，ROS水平的提高意味着抗氧化剂水平的降低，包括维生素E和谷胱甘肽等抗氧化剂。这会导致清除ROS和中和其毒性效应的能力降低。一项研究证实了这一假说，该研究发现原因不明的不育症患者体内的抗氧化剂浓度远低于可育患者，表明抗氧化剂补充可能对处理特发性不育症患者体内的高水平ROS有益。OS对试管婴儿的影响也备受关注。在排卵过程中，OS扮演着重要角色。研究发现，低水平的卵泡内氧化作用与卵母细胞发育潜力的降低相关，而降低的卵母细胞发育潜力可能表现为卵母细胞细胞质缺陷率增加、卵裂受损以及来自血管化不佳的卵泡中卵母细胞染色体异常分离的情况。ROS可能导致胚胎细胞凋亡增加，从而增加胚胎缺陷的发生率。因此，增加的ROS水平不利于胚胎的生长，反而会导致发育受损。目前的研究关注于生长因子对体外培养胚胎免受ROS的保护作用。