El concepto del límite Hayflick fue avanzado por Leonard Hayflick en 1961, en el Instituto Wistar en Philadelphia . Hayflick demostró que una población normal humano fetal las células en un cultivo celular se dividirá entre 40 y 60 veces. La población entonces entrará en un senescencia fase, que refuta el argumento por Premio Nobel Alexis Carrel que las células normales son inmortal . Cada mitosis disminuye ligeramente cada uno de los telómeros en el ADN de las células. Acortamiento en los seres humanos eventualmente telómero imposibilita la división celular, y este envejecimiento de la población celular parece correlacionar con el envejecimiento en general físico del cuerpo humano. Este mecanismo también parece prevenir la inestabilidad genómica. Acortamiento telomérico también puede prevenir el desarrollo de cáncer en las células envejecidas humanas limitando el número de divisiones celulares. Sin embargo, acortamiento de los telómeros deteriora la función inmune y así también podría aumentar la susceptibilidad al cáncer.

Se considera que la mitocondria es la fuente generadora de especies reactivas del oxígeno (ERO) más importante. El incremento en la formación de O₂ y H₂O₂ se justifica con el hallazgo de que en el envejecimiento se modifican las condiciones del flujo de electrones en la cadena de transporte de estos. Los investigadores postulan que las ERO generadas pueden producir daño tanto a la membrana interna de la mitocondria como a los componentes de la cadena de transporte de electrones o al ADN mitocondrial, lo que incrementa más la producción de ERO y consecuentemente más daño a la mitocondria e incremento del estrés oxidativo por aumentar la producción de oxidantes.

El genoma mitocondrial es muy susceptible al ataque por radicales libres producido en la propia mitocondria. Esto produce cambios con el tiempo, se compromete la formación de ATP y la síntesis de proteínas. En los últimos años se ha continuado trabajando en el daño que se produce en la mitocondria por los radicales libres, así como el funcionamiento de los procesos que se desarrollan en este organelo. Existen múltiples evidencias que corroboran la importancia de la disfunción mitocondrial en la patogénesis de la destrucción celular que causa envejecimiento, y es el estrés oxidativo el principal inductor de esas alteraciones.