自由基(英語：Free Radical)，又稱遊離基，是指化合物的分子在光熱等外界條件下，共價鍵發生均裂而形成的具有不成對電子的原子或基團。 在書寫時，一般在原子符號或者原子團符號旁邊加上一個「·」表示沒有成對的電子。如氫自由基（H·，即氫原子）、氯自由基（Cl·，即氯原子）、甲基自由基（CH₃·）和四甲基哌啶氧自由基等。^[1]自由基極易發生反應（如二聚反應、奪氫反應、氧化反應、歧化反應等）。機體氧化反應中產生的有害化合物，具有強氧化性，可損害機體的組織和細胞，進而引起慢性疾病及衰老效應。自由基可以是帶正電荷，負電荷或者不帶電荷。雖然金屬以及它們的離子或者它們的絡合物有不成對的電子，但按照常規習慣定義不算是自由基。^[2] 除了極個別情況， 大多數的未成對電子形成的自由基都具有較高的化學活性。如果體內含有自由基，被認為會導致退化性疾病和癌症。

自由基反應在燃燒、氣體化學、聚合反應、電漿體化學、生物化學和其他各種化學學科中扮演很重要的角色。在化學生物學當中，過氧化物和一氧化氮調節著許多生物過程比如控制血管張力。這樣的自由基可以作為一種稱為氧化還原信號當中的信使。自由基可被溶劑籠包圍。