超氧化物歧化酶，简称为SOD，它是一种抗氧化酶，专门清理有害的自由基，保护细胞免受氧化损伤。它的活性位点核心在于其金属离子的类型，如Cu2+/Zn2+，Mn2+或Fe2+。金属离子在催化过程中发生氧化还原反应，比如Cu2+⇌Cu⁺，介导电子转移。部分SOD（如Mn-SOD）具有疏水残基构成的通道，底物通过这个通道就可以接近活性中心。活性中心通常具有特定的几何构型，如畸变的平面四方形或三角双锥。金属离子还可以和蛋白质中的组氨酸、天冬氨酸等残基配位，形成稳定的活性中心，但可能会受pH值等因素的影响。
SOD的氧化还原过程，是催化超氧阴离子自由基（O2-）发生歧化反应，依赖金属离子在+2和+3价态间的可逆转换。以Cu-SOD为例，活性中心的Cu2+首先获得O2-的一个电子，被还原为Cu+。随后，Cu+将电子转移传递给另外一个O2-，自身重新被氧化为Cu2+。这个过程使得两个O2-分别转换为氧气（O2）和过氧化氢（H2O2）。因此，测定H2O2的变化，可从侧面来证明SOD的活性。Mn-SOD、Fe-SOD与Cu-SOD的作用机制是相似的，这个循环的周转率是非常高的（每秒10⁹次），远超过其他抗氧化物质的效率。
检测植物体内的SOD活性，通常是用分光光度法。核黄素在光照下产生超氧阴离子自由基（O2-），后者能将NBT（硝基蓝四氮唑）还原为蓝色甲臜，在560nm波长处有强的吸收光。SOD能催化O2-发生歧化反应，从而抑制NBT的还原，使得蓝色变浅。通过测定吸光度的变化，可计算出SOD的活性，抗氧化的能力。
首先，要将植物组织用预冷的磷酸缓冲液（pH7.8）研磨均匀，4000r/min离心10分钟后取上清液，在试管中加入PBS、NBT、核黄素、甲硫氨酸、酶液和EDTA-Na2，混匀，在4000lux光照下反应15-20min，之后，迅速遮光终止反应，用不加酶的试管液作为空白对照，在分光光度计的560nm波长处测定它的吸光度值，做个标准曲线，计算出SOD活性，通常以抑制NBT光还原50%所需的酶量定义为一个酶活力单位（U）。