Бензол повинен пройти процес біоактивації, щоб мати токсичну активність. Метаболітами, що відповідають за токсичну та канцерогенну дію, є вільні радикали.
Вільні радикали (особливо вільні радикали кисню) є енергетично нестійкими і високореактивними молекулами. Бензол піддається реакції окислення печінковою мікросомальною системою, а потім цитохромом Р450, з введенням двох гідроксильних груп - ОН. Гідрохінон, що походить від окислення бензолу, стає дуже важливим субстратом ферменту, присутнього в кістковому мозку. Фермент являє собою мієлопероксидазу, яка каталізує перетворення цього гідрохінону в радикал.
Сформований вільний радикал походить від розриву киснево-водневої зв'язку гідроксильної групи. Кисень має непарний електрон, що виділяється воднем під час обриву зв'язку, що дає кисню сильні реакційні характеристики. Активність, яку має цей радикал, дуже небезпечна, оскільки блокує вироблення клітин у кістковому мозку.
