| อะตอมของแต่ละธาตุประกอบด้วยนิวตรอนและโปรตอน ซึ่งเป็นส่วนของนิวเคลียสของอะตอม นอกจากนี้ยังมีอิเล็กตรอนอีกจำนวนหนึ่งซึ่งมีจำนวนเท่ากับโปรตอน แต่เคลื่อนที่รอบๆ นิวเคลียสที่ระดับต่างกัน
อะตอมของธาตุใดๆ อาจถูกดึงเอาอิเล็กตรอนหลุดออกไปจนทำให้อะตอมของธาตุนั้นมีจำนวนอิเล็กตรอน ลดลง ในขณะเดียวกันสารที่ดึงอิเล็กตรอนก็จะได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้น เช่น อะตอมของโซเดียม ถูกอะตอมของคลอรีนดึงเอาอิเล็กตรอนหลุดไป หรือสูญเสียอิเล็กตรอนให้กับอะตอมของคลอรีน อะตอมของโซเดียมจะกลายเป็น โซเดียมไอออน (Na+) ส่วนอะตอมของคลอรีนได้รับอิเล็กตรอนเพิ่มขึ้นก็จะกลายเป็น คลอไรด์ไอออน (Cl-) ดังภาพ
 | แสดงการสูญเสียอิเล็กตรอนจากอะตอมของโซเดียม ให้กับอะตอมของคลอรีน เกิด Na+และ Cl-จุดสีดำที่อยู่รอบๆ นิวเคลียส หมายถึงอิเล็กตรอน ซึ่งเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสที่ระดับต่างๆ กัน
ปฏิกิริยาที่มีการสูญเสียอิเล็กตรอนเรียกว่า ออกซิเดชัน (oxidation) ปฏิกิริยาที่มีการรับอิเล็กตรอน เรียกว่า รีดักชัน (reduction) ออกซิเดชันและรีดักชันย่อมจะเกิดขึ้นในปฏิกิริยาเดียวกัน เพราะเมื่อมีการสูญเสียอิเล็กตรอนก็ย่อมจะมีการรับอิเล็กตรอนด้วย ทั้งออกซิเดชันและรีดักชันมีความสำคัญต่อกระบวนการแมทาบอลิซึมเป็นอย่างยิ่ง
การเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนจากอะตอมหนึ่งไปยังอีกอะตอมหนึ่งทำให้เกิดการ เปลี่ยนแปลงพลังงานเคมี ปฏิกิริยาการเผาไหม้หรือการหายใจจะคายพลังงานออกมา นอกจากจะคายพลังงานออกมาแล้วยังมีออกซิเจนเข้าร่วมปฏิกิริยาด้วยเสมอ จึงทำให้น่าคิดว่าพลังงานจากการเผาไม้หรือการหายใจเกิดขึ้นได้อย่างไร ออกซิเจนมีบทบาทอย่างไร เพื่อความเข้าใจจะยกตัวอย่างของสารเชื้อเพลิงชนิดหนึ่ง คือ เอทานอล (ethanol) เมื่อเอทานอลรวมตัวกับออกซิเจนจะได้ กรดแอซิติก (acetic acid) กับน้ำ ดังสมการ
 | ปฏิกิริยาระหว่างเอทานอลกับออกซิเจน
ตามปกติอิเล็กตรอนที่สูญเสียไปอันเนื่องจากออกซิเดชัน มักจะสูญเสียไปพร้อมกับโปรตอนหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งก็คือ การสูญเสียอะตอมของไฮโดรเจนถือว่าเป็นการสูญเสียอิเล็กตรอนซึ่งเป็นกระบวน การออกซิเดชัน
จะเห็นว่า มีการเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนจากเอทานอลไปยังออกซิเจนซึ่งต่อมาออกซิเจนที่ได้ รับอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาพร้อมกับโปรตอน กลายเป็นน้ำ อิเล็กตรอนในโมเลกุลของเอทานอลมีเสถียรภาพต่ำกว่าอิเล็กตรอนในโมเลกุลของน้ำ การเคลื่อนย้ายอิเล็กตรอนจากสารที่มีเสถียรภาพต่ำ ไปยังอีกสารหนึ่งซึ่งจะทำให้อิเล็กตรอนมีเสถียรภาพสูงขึ้น อิเล็กตรอนนั้นจะปล่อยพลังงานออกมา ดังที่อิเล็กตรอน (พร้อมด้วยโปรตอน) เคลื่อนย้ายจากเอทานอลไปยังออกซิเจน อิเล็กตรอน (พร้อมด้วยโปรตอน) ที่รวมกับออกซิเจน (ซึ่งแปรสภาพเป็นโมเลกุลของน้ำ) จะมีเสถียรภาพต่ำกว่าก็จะต้องมีการดูดพลังงานเข้าไป | 