A oxidação acontece quando um átomo perde um ou mais de seus elétrons para um átomo de um elemento diferente. Originalmente, este termo se referia apenas ao oxigênio se combinando com outro elemento ou elementos para formar um composto chamado óxido.
Quando os átomos de um elemento perdem elétrons, diz-se que ele está oxidado. Quando os átomos de um elemento ganham elétrons, é chamado de agente oxidante e é considerado reduzido. Quando os átomos de um elemento ganham elétrons, isso é chamado de redução. A oxidação e a redução sempre ocorrem simultaneamente, então os químicos descrevem essa reação com os termos oxidação-redução ou redox.
O oxigênio é o agente oxidante na maioria das reações de redução de oxidação. Por exemplo, o ferro enferrujado é causado pela combinação do oxigênio com o ferro para formar óxido de ferro em sua superfície. Os átomos de ferro cedem elétrons aos átomos de oxigênio. O ferro é oxidado e o oxigênio é reduzido. A mesma coisa acontece durante a oxidação do cobre, mas o resultado é uma camada esverdeada chamada óxido de cobre. Em ambos os casos, o metal em si não é enfraquecido pela oxidação, mas anos de exposição ao ar e à água dão à superfície uma pátina.
A queima de carvão é uma oxidação rápida. O ferro enferrujado é uma oxidação lenta. A respiração de plantas e animais também é oxidação.
Os elementos halógenos de flúor, cloro, bromo, iodo e astato também são agentes oxidantes. Quando o cloro se combina com o sódio, ele forma cloreto de sódio, ou sal comum, e os átomos de sódio cedem elétrons aos átomos de cloro. Assim, o sódio é oxidado e o cloro é reduzido.