谷胱甘肽是屬于含有巰基的、小分子肽類物質，具有兩種重要的抗氧化作用和整合解毒作用。谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸結合而成的三肽，半胱氨酸上的巰基為其活性基團（故谷胱甘肽常簡寫為G-SH），易與碘乙酸、芥子氣（一種毒氣）、鉛、汞、砷等重金屬鹽絡合，而具有了整合解毒作用。

谷胱甘肽（尤其是肝細胞內的谷胱甘肽）具有非常重要的生理作用就是整合解毒作用，能與某些藥物（如撲熱息痛）、毒素（如自由基、重金屬）等結合，參與生物轉化作用，從而把機體內有害的毒物轉化為無害的物質，排泄出體外。