L'oxydation se produit lorsqu'un atome perd un ou plusieurs de ses électrons au profit d'un atome d'un élément différent. À l'origine, ce terme ne faisait référence qu'à l'oxygène se combinant avec un ou plusieurs autres éléments pour former un composé appelé un oxyde.
Lorsque les atomes d'un élément perdent des électrons, on dit qu'il est oxydé. Lorsque les atomes d'un élément gagnent des électrons, on l'appelle agent oxydant et on dit qu'il est réduit. Lorsque les atomes d'un élément gagnent des électrons, on parle de réduction. L'oxydation et la réduction se produisent toujours simultanément, les chimistes décrivent donc cette réaction avec les termes oxydation-réduction ou redox.
L'oxygène est l'agent oxydant dans la plupart des réactions d'oxydoréduction. Par exemple, le fer rouillé est causé par l'oxygène qui se combine avec le fer pour former de l'oxyde de fer à sa surface. Les atomes de fer cèdent des électrons aux atomes d'oxygène. Le fer est oxydé et l'oxygène est réduit. La même chose se produit lors de l'oxydation du cuivre, mais le résultat est un revêtement verdâtre appelé oxyde de cuivre. Dans les deux cas, le métal lui-même n'est pas affaibli par l'oxydation, mais des années d'exposition à l'air et à l'eau donnent à la surface une patine.
La combustion du charbon est une oxydation rapide. La rouille du fer est une oxydation lente. La respiration des plantes et des animaux est aussi l'oxydation.
Les éléments halogènes du fluor, du chlore, du brome, de l'iode et de l'astate sont également des agents oxydants. Lorsque le chlore se combine avec le sodium, il forme du chlorure de sodium, ou sel commun, et les atomes de sodium cèdent des électrons aux atomes de chlore. Ainsi, le sodium est oxydé, et le chlore est réduit.