18世紀末，化學家在總結許多物質與氧的反應后，發現這類反應具有一些相似特征，提出了氧化還原反應的概念：與氧化合的反應，稱為氧化反應；從含氧化合物中奪取氧的反應，稱為還原反應。隨著化學的發展，人們發現許多反應與經典定義上的氧化還原反應有類似特征，19世紀發展化合價的概念后，化合價升高的一類反應并入氧化反應，化合價降低的一類反應并入還原反應。20世紀初，成鍵的電子理論被建立，于是又將失電子的半反應稱為氧化反應，得電子的半反應稱為還原反應。[3]
1948年，在價鍵理論和電負性的基礎上，氧化數的概念被提出，1970年IUPAC對氧化數作出嚴格定義[4]，氧化還原反應也得到了正式的定義：化學反應前后，元素的氧化數有變化的一類反應稱作氧化還原反應。
注：
氧化數又可以叫做氧化態，本詞條使用前者。
氧化數即高中所說的化合價，這兩者僅是叫法不同，部分表示方法有差別，其他并無區別，本詞條中視為可以混用。