Βάσει της έννοιας του αριθμού οξείδωσης, οξείδωση είναι η αύξηση του αριθμού οξείδωσης του ατόμου ενός στοιχείου που συμμετέχει σε μία αντίδραση, ενώ αναγωγή είναι η ελάττωση του αριθμού οξείδωσης του ατόμου ενός στοιχείου που συμμετέχει σε μία αντίδραση. Κατά συνέπεια:

Ο ορισμός αυτός:

• καλύπτει όλες τις δυνατές περιπτώσεις ανεξαρτήτως του μηχανισμού με τον οποίο πραγματοποιούνται, π.χ:

• αποτελεί κριτήριο για μια πρώτη ταξινόμηση των χημικών αντιδράσεων σε οξειδοαναγωγικές και μη, δηλαδή σε αντιδράσεις όπου παρατηρείται μεταβολή του αριθμού οξείδωσης ενός τουλάχιστον στοιχείου και σε αντιδράσεις όπου δεν παρατηρείται μεταβολή του αριθμού οξείδωσης κανενός από τα στοιχεία που συμμετέχουν, π.χ.:

Οξειδοαναγωγική αντίδραση:
Μη οξειδοαναγωγική αντίδραση:

Συνήθως, όπως στα παραπάνω παραδείγματα, μεταβάλλονται ταυτόχρονα οι αριθμοί οξείδωσης δύο διαφορετικών στοιχείων. Από αυτά, το ένα οξειδώνεται, δηλαδή ο αριθμός οξείδωσής του μεταβάλλεται σε περισσότερο θετικές τιμές, και το άλλο ανάγεται, δηλαδή ο αριθμός οξείδωσης του μεταβάλλεται σε περισσότερο αρνητικές ή λιγότερο θετικές τιμές. Ωστόσο, υπάρχουν περιπτώσεις, όπου το ίδιο στοιχείο μπορεί να υφίσταται ταυτόχρονα και οξείδωση και αναγωγή ή να πραγματοποιούνται περισσότερες από μία οξειδώσεις ή αναγωγές.

Στην παραπάνω αντίδραση ο αριθμός οξείδωσης του οξυγόνου από -1 στο αντιδρών (υπεροξείδιο του υδρογόνου) ταυτοχρόνως αυξάνεται σε 0 στο ένα προϊόν, το οξυγόνο, (οξείδωση) και ελαττώνεται σε -2 στο δεύτερο, το νερό, (αναγωγή). Με άλλα λόγια, υπάρχουν περιπτώσεις όπου ένα στοιχείο που βρίσκεται σε μία ενδιάμεση οξειδωτική κατάσταση υφίσταται ταυτόχρονα και οξείδωση και αναγωγή. Οι αντιδράσεις αυτές ονομάζονται αυτοοξειδοαναγωγικές αντιδράσεις και αφορούν στοιχεία που διαθέτουν τουλάχιστον τρεις αριθμούς οξείδωσης.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η αντίδραση παρασκευής του λευκαντικού χλωρίνη με διοχέτευση χλωρίου σε ψυχρό και αραιό διάλυμα NaΟH:

Βασική συνθήκη, πάντως, όλων των οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων είναι ότι: