במהלך תגובות חמצון-חיזור או רדוקס אלקטרונים מועברים בין אטומים. המולקולה התורמת אלקטרון עוברת חמצון, והמולקולה המקבלת אלקטרון עוברת חיזור. היא בעלת מטען פחות חיובי.לדוגמה, כאשר אטומים נייטרלים של נתרן וכלור הופכים ליונים, הנתרן מאבד אלקטרון, עובר חמצון, והכלור מרוויח אלקטרון, עובר חיזור. יתר על כן, המולקולה שתורמת את האלקטרון נקראת המחזר, ואילו המולקולה שמקבלת את האלקטרון היא המחמצן. שוב, נתרן עובר חמצון, לכן הוא המחזר, וכלור עובר חיזור, לכן הוא המחמצן.תגובות חמזור בהן יש יותר מחמצנים אלקטרושליליים מאשר מחזרים משחררות אנרגיה;למשל, ליצירת ATP בנשימה תאית. לעומת זאת, תגובות חמזור בהן יש פחות מחמצנים אלקטרושליליים מאשר מחזרים דורשות אנרגיה כמו במקרה של פוטוסינתזה.