Radikal bebas merupakan molekul yang kehilangan salah satu elektron dan sangat reaktif. Molekul ini berusaha mencari elektron lain dari berbagai sumber termasuk molekul biologis untuk menjadi stabil. Radikal bebas ini dapat merusak membran fosfolipid, mempercepat proses penuaan serta menimbulkan berbagai penyakit. Pembentukan radikal bebas dalam tubuh manusia dapat terjadi secara alami maupun induksi dari lingkungan yang akan didiskusikan bersama dengan kerusakan molekulernya. Antioksidan yang adalah senyawa yang mampu menetralkan radikal bebas tersebut dapat berasal dari dalam atau dari luar tubuh manusia melalui makanan yang dikonsumsi. Rumput laut merupakan salah satu sumber antioksidan karena mengandung senyawa bioaktif seperti karotenoid, senyawa fenol dan turunannya, sulfat polisakarida, dan vitamin. Review ini akan memberikan uraian tentang senyawa-senyawa bioaktif tersebut sebagai sumber antioksidan alami. Mekanisme antioksidan karotenoid, fenol dan turunannya, serta vitamin rumput laut yang diuraikan adalah melalui abstraksi atom hidrogen; sedangkan uraian mekanisme pada sulfat polisakarida dan fikobilin masih diselidiki. Selanjutnya, berbagai senyawa bioaktif dari beberapa spesies rumput laut, dan penelitian yang membuktikan kemampuan antioksidan rumput laut juga akan diuraikan.