氧化还原反应伴随电子归属或氧化态变化，氧化与还原在同一反应中必须相互配合，还原过程对应得到电子或氧化态降低

氧化态变化能够显著影响过渡金属的颜色。生物呼吸链通过分步氧化还原传递电子。光合作用中存在由光驱动的电子转移过程。氧化应激涉及活性物种与防御能力的失衡。抗氧化物的作用依赖反应环境和具体机制。电子转移可能通过直接接触或中间载体发生。氧化还原电位是描述体系电子交换倾向的量。氧化数规则主要用于化学分析和反应记账。

氧化反应并不一定需要有氧气直接参加。还原反应也不一定表现为物质失去氧元素。铁生锈涉及氧水和金属表面的电化学过程。锈层通常不能像致密氧化膜那样有效保护钢铁。牺牲阳极保护利用更易氧化的金属优先反应。镀层破损后防腐效果取决于金属电化学关系。漂白作用可能来自氧化也可能来自其他机制。过氧化氢可以在不同反应中表现不同角色。

单质中元素的形式氧化数规定为零。单原子离子的氧化数等于其离子电荷。化合物中各原子氧化数的代数和符合总电荷。过氧化物中的氧具有不同于普通氧化物的氧化数。氢在某些金属氢化物中具有负氧化数。歧化反应使同一元素同时被氧化和被还原。归中反应使不同氧化态转化为中间氧化态。燃烧通常属于快速放热的氧化还原过程。