活性酸素などフリーラジカルの作用によって、LDL（低比重リポたんぱく）が酸化変性されたものを指します。

酸化LDLは血管壁を傷つけ、健康な血管が本来持っている血管拡張作用を損ないます。また酸化LDLが血管壁に沈着すると、白血球のマクロファージがこれを異物と見なして集まり、酸化LDLを次々に捕食して動けなくなります。その残骸がプラークと呼ばれる粥状の物質となって血管壁にたまり、動脈硬化を引き起こします。

LDLの中心にはコレステロールエステルと中性脂肪が、外側にはリン脂質などが存在し、これらの脂質には酸化されやすい不飽和脂肪酸が含まれているため、活性酸素などフリーラジカルに攻撃され、酸化の標的となります。

酸化を引き起こす攻撃因子を酸化ストレスといいますが、通常は抗酸化酵素やビタミンＥ・Ｃなど、体に備わった抗酸化能が酸化ストレスから防御しているため、LDLがすぐに酸化されることはありません。しかし喫煙などによって酸化ストレスが増大したり、加齢などに伴って抗酸化能が低下すると、LDLの酸化が促進されると考えられています。