Phản ứng oxy hóa khử là phản ứng liên quan đến sự trao đổi electron. Oxy hóa là sự mất electron. Khử là sự nhận electron. Hai quá trình này luôn xảy ra đồng thời. Chất mất electron bị oxy hóa. Chất nhận electron bị khử. Từ "oxy hóa khử" (redox) xuất phát từ sự kết hợp của khử và oxy hóa. Đây là một trong những loại phản ứng hóa học quan trọng nhất.

Phương pháp ghi nhớ OIL RIG giúp ích: Oxidation Is Loss (Oxy hóa là mất mát, Khử là thu được). Trạng thái oxy hóa của một nguyên tử tăng lên khi nó bị oxy hóa và giảm xuống khi nó bị khử. Chất oxy hóa là chất nhận electron và bản thân nó bị khử. Chất khử là chất cho electron và bản thân nó bị oxy hóa. Trong phản ứng giữa ion kẽm và ion đồng, kẽm bị oxy hóa và ion đồng bị khử. Kẽm là chất khử. Ion đồng là chất oxy hóa.

Phản ứng oxy hóa khử có mặt ở khắp mọi nơi. Sự cháy là phản ứng oxy hóa khử. Hô hấp là phản ứng oxy hóa khử. Quang hợp là phản ứng oxy hóa khử. Ăn mòn là phản ứng oxy hóa khử. Pin và pin nhiên liệu dựa vào phản ứng oxy hóa khử. Nhiều quy trình công nghiệp sử dụng phản ứng oxy hóa khử, bao gồm sản xuất kim loại từ quặng và tổng hợp hóa chất.

Cân bằng phản ứng oxy hóa khử đòi hỏi phải cân bằng cả khối lượng và điện tích. Phương pháp bán phản ứng chia phản ứng thành các bán phản ứng oxy hóa và khử, cân bằng từng bán phản ứng, rồi kết hợp chúng lại. Số electron bị mất phải bằng số electron được nhận. Phương pháp này có hiệu quả trong cả dung dịch axit và bazơ.