氧化還原反應前后，元素的氧化數發生變化。根據氧化數的升高或降低，可以將氧化還原反應拆分成兩個半反應：氧化數升高的半反應，稱為氧化反應； 氧化數降低的反應，稱為還原反應。[2]氧化反應與還原反應是相互依存的，不能獨立存在，它們共同組成氧化還原反應。
反應中，發生氧化反應的物質，稱為還原劑，生成氧化產物；發生還原反應的物質，稱為氧化劑，生成還原產物。氧化產物具有氧化性，但弱于氧化劑；還原產物具有還原性，但弱于還原劑。用通式表示即為：
氧化還原反應的發生條件，從熱力學角度來說，是反應的自由能小于零；從電化學角度來說，是對應原電池的電動勢大于零。