Бензолът, за да има токсична активност, трябва да претърпи биоактивиращ процес. Метаболитите, отговорни за токсичното и канцерогенно действие, са свободните радикали.
Свободните радикали (особено свободните кислородни радикали) са енергийно нестабилни и силно реактивни молекули. Бензолът претърпява окислителна реакция чрез чернодробната микрозомална система, след това цитохром Р450, с въвеждането на две хидроксилни групи - ОН. Хидрохинонът, произхождащ от окислението на бензен, става много важен субстрат на ензим, наличен в костния мозък. Ензимът е миелопероксидаза, която катализира превръщането на този хидрохинон в радикал.
Свободният радикал, който се образува, идва от разпадането на кислород-водородната връзка на хидроксилната група. Кислородът представлява несдвоен електрод, който се получава от водород по време на скъсване на свързването, като по този начин се придават на кислород силни реактивни характеристики. Активността на този радикал е много опасна, защото блокира производството на клетки в костния мозък.
