Reakcje utleniania zachodzą, gdy reagent traci elektrony i może zawierać dodatek tlenu lub utratę wodoru, podczas gdy reakcje redukcji zachodzą, gdy substrat zyskuje elektrony i może wiązać się z utratą tlenu lub dodatkiem wodoru. W utlenianiu atom lub cząsteczka staje się bardziej naładowany dodatnio, natomiast w redukcji cząsteczka staje się bardziej naładowana ujemnie.
Ponieważ elektrony nie powstają ani nie ulegają zniszczeniu w wyniku reakcji chemicznej, niemożliwe jest utlenianie bez poddawania redukcji innego substratu. Tego typu reakcje nazywane są reakcjami redoks. W tych reakcjach reagent, który zyskuje elektrony, określa się jako środek utleniający, podczas gdy reagent, który traci elektrony, nazywa się środkiem redukującym. Przykładem reakcji redoks jest, gdy miedź jest ogrzewana nad płomieniem, zmieniając swoją powierzchnię na czarną, gdy utlenia się z tlenem, aby stać się tlenkiem miedzi. Miedź działa jako czynnik redukujący, oddając elektrony cząsteczce tlenu, która działa jako środek utleniający. Metale są zwykle środkami redukującymi, ponieważ podczas reakcji tracą elektrony i stają się dodatnio naładowane. Przed odkryciem elektronów określenie "utlenianie" zostało użyte do opisania reakcji pomiędzy pierwiastkiem a tlenem, a redukcja, która zawiera łaciński rdzeń do "przewodzenia", została użyta do opisania reakcji wstecznej.
