Der Themenbereich Redox-Reaktionen hat mit Elektronen zu tun. Als Oxidation bezeichnet man in einer Reaktion die Abgabe von Elektronen. Demgegenüber ist eine Reduktion die Aufnahme von Elektronen. Da abgegebene Elektronen in der Regel gleich wieder von anderen Atomen oder Molekülen aufgenommen werden, spricht man von Redox-Reaktionen. Verbindungen, die andere Verbindungen oxidieren und dabei selbst reduziert werden, heißen Oxidationsmittel. Demgegenüber stehen die Reduktionsmittel, die selbst oxidieren und dabei andere Verbindungen reduzieren. Das Standard-Redoxpotenzial E0 beschreibt die Bereitschaft, in einer chemischen Reaktion Elektronen aufzunehmen und damit als Oxidationsmittel zu wirken. Ist es negativ, handelt es sich um ein Reduktionsmittel, welches Elektronen abgibt. Ist es indes positiv, handelt es sich um ein Oxidationsmittel, welches Elektronen aufnimmt. Bezugspunkt mit einem Standard-Redexpotenzial E0 = 0 ist definitionsgemäß die Standard-Wasserstoffelektrode. Das Redoxpotenzial korreliert positiv mit der Elektroneagtivität. Mit den Oxidationszahlen lassen sich die Oxidationszustände eines Atoms in einem Molekül beschreiben. Die Nernstschen Gleichung dient dazu das tatsächliche Redoxpotenzial zu bestimmen, also nicht unter Standardbedingungen, sondern unter real vorgegebenen Konzentrationen, die in diese Gleichung eingehen. Beispiele für wichtige Redoxreaktionen in der Biochemie sind die oxidation von Fettsäuren, die Photosynthese, die Zellatmung oder die Bildung von Methämoglobin.
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