生物氧化是在生物體內，從代謝物脫下的氫及電子﹐通過一系列酶促反應與氧化合成水，并釋放能量的過程。
也指物質在生物體內的一系列氧化過程。主要為機體提供可利用的能量。在真核生物細胞內，生物氧化都是在線粒體內進行，原核生物則在細胞膜上進行。
氧化酶為含銅或鐵的蛋白質，能激活分子氧，促進氧對代謝物的直接氧化，只能以氧為受氫體，生成水。重要的有細胞色素氧化酶，可使還原型氧化成氧化型，亦可將氫放出的電子傳遞給分子氧使其活化。心肌中含量甚多。此外還有過氧化物酶、過氧化氫酶等。
生物氧化的特點：
（1）是在細胞內進行酶催化的氧化過程，反應條件溫和（水溶液中PH約為7和常溫）。
（2）在生物氧化的過程中，同時伴隨生物還原反應的產生。
（3）水是許多生物氧化反應的供氧體，通過加水脫氫作用直接參與了氧化反應。
（4）在生物氧化中，碳的氧化和氫化是非同步進行。氧化過程中脫下來的質子和電子，通常由各種載體，如NADH等傳遞給氧并最終生成水。