Окисли́тельно-восстанови́тельные реа́кции (реакции окисления-восстановления), химические реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления атомов, входящих в состав реагирующих веществ. Первоначально окислением назывались только реакции веществ с O2, а восстановлением — реакции, в результате которых вещество теряло атом кислорода. С введением в химию электронных представлений понятие окислительно-восстановительных реакций распространилось и на реакции без участия кислорода.
В неорганической химии окислительно-востановительные реакции формально рассматриваются как перемещение электронов от атома одного реагента к атому другого, например: HCl+5O3 + 3H2 S+4O3® HCl + 3H2 S+6O4. Вещество, в котором степень окисления атома понижается за счет приобретения электронов, называется окислителем (здесь HClO3), а вещество, в котором степень окисления атомов повышается за счет отдачи электронов — восстановителем (здесь H2SO3). При этом, окислитель восстанавливается, а восстановитель окисляется.
В органической химии окисление обычно рассматривают как процесс, в результате которого из-за перехода электрона от органического соединения к окислителю восрастает число или кратность кислородсодержащих (C-O, N-O, S-O) или уменьшается число водородсодержащих (C-H, N-H, S-H) связей. При восстановлении органических соединений в результате приобретения электронов происходят обратные процессы.