谷胱甘肽是一種含有半胱氨酸的多肽，存在于多數需氧生物體內。它不能從膳食中攝入而是在細胞內從相應的氨基酸合成而來。由于半胱氨酸上的巰基具有還原性，能在氧化后再被還原，所以谷胱甘肽有抗氧化功能。在細胞內，谷胱甘肽在被一些代謝物和酶比如谷胱甘肽-抗壞血酸循環（Glutathione-ascorbate cycle）中的抗壞血酸鹽、谷胱甘肽過氧化物酶、谷氧還蛋白氧化或直接和一些氧化性物質反應后，可被谷胱甘肽還原酶（glutathione reductase）還原恢復回還原態。鑒于它在細胞內的高濃度和在細胞氧化還原態中所扮演的中心角色，谷胱甘肽是最重要的細胞抗氧化劑之一。在一些生物體中谷胱甘肽會被其他一些含巰基的多肽所代替，比如在放線菌中被mycothiol（AcCys-GlcN-Ins）替代、在革蘭氏陽性菌中被bacillithiol（Cys-GlcN-mal）替代、在動質體中被錐蟲基硫（Trypanothione）替代。