不可逆氧化（irreversible oxidation），理学-化学-化学生物学-合成化学生物学-化学修饰-不可逆性氧化，生物体内利用酶促与非酶促的抗氧化系统清除一定量的活性氧，实现可逆氧化过程。多数生物分子如糖类、不饱和脂类、蛋白质和核酸等受活性氧进攻，引发膜脂过氧化、蛋白质氧化、核酸损伤和酶失活，甚至导致生物大分子被氧化而失去功能，并激活程序性细胞死亡，此为不可逆氧化。芳香族氨基酸容易发生不可逆氧化反应，如酪氨酸发生苯环间交联形成二酪氨基酸或其酚环的3位上加1个硝基形成硝化氨基酸以及活性氧对色氨酸残基的氧化修饰。甲硫氨酸被活性氧氧化形成甲硫氨酸亚砜，再由甲硫氨酸亚砜还原酶系统还原为可逆氧化过程。但强氧化剂还可将甲硫氨酸亚砜进一步氧化成甲硫氨酸砜，导致氨基酸结构改变和蛋白质功能受损，硫氨酸砜不能被甲硫氨酸亚砜还原酶系统还原，属于不可逆的氧化反应。