Benseen peab läbima toksilisuse saavutamiseks bioaktiivsuse. Mürgiste ja kantserogeensete toimete eest vastutavad metaboliidid on vabad radikaalid.
Vabad radikaalid (eriti hapnikuvabad radikaalid) on energiliselt ebastabiilsed ja väga reaktiivsed molekulid. Benseen läbib oksüdatsioonireaktsiooni maksa mikrosomaalse süsteemi ja seejärel tsütokroom P450 abil, lisades kaks hüdroksüülrühma - OH. Benseeni oksüdatsioonist pärinev hüdrokinoon muutub luuüdis esineva ensüümi väga oluliseks substraadiks. Ensüüm on müeloperoksidaas, mis katalüüsib selle hüdrokinooni muundumist radikaaliks.
Moodustunud vaba radikaal tuleneb hüdroksüülrühma hapniku-vesiniksideme purunemisest. Hapnikul on sideme purunemise ajal vesinikust vabanenud paaritu elektron, mis annab hapnikule tugevad reaktiivsed omadused. Selle radikaali aktiivsus on väga ohtlik, kuna see blokeerib rakkude tootmist luuüdis.
