富氫水抗氧化作用的重要性比抗炎癥效應要高得多,如果沒有富氫水抗氧化作用，其抗炎癥作用就缺乏了根基，成為無源之水。雖然富氫水抗炎癥和抗氧化都處于證據層面,但抗氧化可以從生物化學上來認識,抗炎癥幾乎全部都是生物學層面,都是表象證據。

 富氫水具有選擇性抗氧化,這種效應可以從最基本的化學反應中獲得解釋,因為氫氣是相對穩定的分子，兩個氫原子以共價鍵結合，打開這個共價鍵需要一定的能量，氧化物要搶奪氫原子的電子實現氧化反應，首先需要打破這個共價鍵。正因為如此，在氫氣濃度低于 4.7%的空氣中，無法點燃氫氣,這是因為氫氣和氧氣偶然反應產生的能量太低，不足以讓更多氫氣被氧化，無法發生連續的氧化還原反應,這本質上就是氫氣共價鍵帶來的安全濃度范圍。類似的甲烷中碳氫鍵和氫氣的共價鍵的鍵能接近,甲烷燃燒的濃度也是4%以上。正是因為富氫水有穩定性，所以在溶液中(濃度更低）必須和更強大的氧化劑才可能發生反應，這種結果導致了富氫水具有選擇性抗氧化作用。所以富氫水抗氧化存在化學邏輯和基礎，這是富氫水抗氧化比抗炎癥更具有理論性的原因。