Биологи́ческое окисле́ние — окислительно-восстановительные реакции, протекающие в организмах; основной источник их энергии. Биологическое окисление сводится к передаче атомов водорода или электронов от одного органического соединения к другому с помощью ферментов-оксидоредуктаз, в первую очередь дегидрогеназ. При анаэробном биологическом окислении акцептором водорода являются низкомолекулярные соединения — никотинамидадениндинуклеотид (НАД) или никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ). При аэробном биологическом окислении (тканевое дыхание) акцептором водорода в конечном итоге служит кислород; ткани при этом поглощают кислород и выделяют углекислый газ и воду. В результате биологического окисления освобожденная энергия накапливается в дыхательной цепи и используется организмом для обеспечения всех процессов жизнедеятельности. Значительная часть биологической энергии в форме аденозинтрифосфата (АТФ) генерируется ферментными системами, находящимися во внутренней мембране митохондрий, однако большая часть энергии, используемой в клетке, нужна для процессов, протекающих вне митохондрий: АТФ используется при синтезе белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот и других соединений, при переносе веществ через плазматическую мембрану, при проведении нервных импульсов и сокращении мышечных волокон. Часть энергии рассеивается в виде тепла.