Oxidatie en reductie zijn twee onderling afhankelijke processen die gelijktijdig plaatsvinden bij chemische reacties. Oxidatie verwijst naar het verlies van elektronen, terwijl reductie verwijst naar de winst van elektronen. Deze processen zijn met elkaar verbonden omdat er voor elke oxidatiereactie een overeenkomstige reductiereactie moet zijn.

Bij een chemische reactie staat de soort die oxidatie ondergaat bekend als het reductiemiddel, terwijl de soort die reductie ondergaat bekend staat als het oxidatiemiddel. Het reductiemiddel doneert elektronen aan het oxidatiemiddel, waardoor het reductiemiddel wordt geoxideerd en het oxidatiemiddel wordt gereduceerd.

Het volgende is een vereenvoudigde weergave van een oxidatie-reductiereactie:

Reductiemiddel + oxidatiemiddel → Geoxideerd reductiemiddel + gereduceerd oxidatiemiddel

Beschouw bijvoorbeeld de volgende reactie tussen ijzer en koper:

Fe(s) + Cu2+(aq) → Fe2+(aq) + Cu(s)

Bij deze reactie wordt ijzer (Fe) geoxideerd van een neutrale toestand (Fe0) naar een +2 oxidatietoestand (Fe2+). Tegelijkertijd wordt koper (Cu) teruggebracht van een +2 oxidatietoestand (Cu2+) naar een neutrale toestand (Cu0). IJzer fungeert als reductiemiddel en doneert elektronen aan koper, terwijl koper fungeert als oxidatiemiddel en elektronen uit ijzer accepteert.

Het concept van oxidatie en reductie is essentieel voor het begrijpen van verschillende chemische processen, waaronder verbranding, ademhaling en fotosynthese. Bij verbranding ondergaan brandstoffen zoals koolwaterstoffen oxidatiereacties met zuurstof, waarbij energie vrijkomt in de vorm van warmte en licht. Tijdens de ademhaling ondergaat glucose een reeks oxidatiereacties om energie voor de cellen te genereren. Bij fotosynthese gebruiken planten zonlicht om koolstofdioxide en water om te zetten in glucose via een reeks oxidatie-reductiereacties.

Over het algemeen zijn oxidatie en reductie fundamentele concepten in de chemie die het gedrag en de interacties van stoffen tijdens chemische reacties helpen verklaren.