體內大部分物質都可進行氧化反應，在生物體內進行的氧化反應與體外氧化反應有許多共同之處：它們都遵循氧化反應的一般規律，常見的氧化方式有脫電子、脫氫和加氧等類型；最終氧化分解產物是CO2和H2O，同時釋放能量。但是生物氧化反應又有其特點：①體外氧化反應主要以熱能形式釋放能量；而生物氧化主要以生成ATP方式釋放能量，為生物體所利用。②其最大區別在于：體外氧化往往在高溫，強酸，強堿或強氧化劑的催化下進行；而生物氧化是在恒溫(37℃)和中性pH環境下進行，催化氧化反應的催化劑是酶。
一、生物氧化酶類
體內催化氧化反應的酶有許多種，按照其催化氧化反應方式不同可分為三大類。
(一)脫氫氧化酶類
這一類中依據其反應受氫體或氧化產物不同，又可以分為三種。
1.氧化酶類(oxidases)
氧化酶直接作用于底物，以氧作為受氫體或受電子體，生成產物是水。氧化酶均為結合蛋白質，輔基常含有Cu2+，如細胞色素氧化酶、酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶等。抗壞血酸氧化酶可催化下述反應：
2.需氧脫氫酶類(aerobic dehydrogenases)
需氧脫氫酶以FAD或FMN為輔基，以氧為直接受氫體，產物為H2O2或超氧離子(O2)，某些色素如甲烯藍(methylene blue,MB)、鐵氰化鉀(［K3Fe(CN)6］、二氯酚靛酚可以作為這類酶的人工受氫體。如D氨基酸氧化酶(輔基FAD)、L-氨基酸氧化酶(輔基FMN)、黃嘌呤氧化酶(輔基FAD)、醛脫氫酶(輔基FAD)、單胺氧化酶(輔基FAD)、二胺氧化酶等。
粒細胞中NADH氧化酶和NADPH氧化酶也是需氧脫氫酶，它們催化下述反應：
超氧離子在超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)催化下生成H2O2與O2：
3.不需氧脫氫酶類(anaerobic dehydrogenases)
這是人體內主要的脫氫酶類，其直接受氫體不是O2，而只能是某些輔酶(NAD+、NADP+)或輔基(FAD、FMN)，輔酶或輔基還原后又將氫原子傳遞至線粒體氧化呼吸鏈，最后將電子傳給氧生成水，在此過程中釋放出來的能量使ADP磷酸化生成ATP，如3磷酸甘油醛脫氫酶、琥珀酸脫氫酶、細胞色素體系等。
4.加氧酶類(oxygenases)
顧名思義，加氧酶催化加氧反應。根據向底物分子中加入氧原子的數目，又可分為加單氧酶(monooxygenase)和加雙氧酶(dioxygenase)。
(1)加單氧酶 又稱為多功能氧化酶、混合功能氧化酶(mixed function oxidase)、羥化酶(hydroxylase)。加單氧酶催化O2分子中的一個原子加到底物分子上使之羥化，另一個氧原子被NADPH+H+提供的氫還原生成水，在此氧化過程中無高能磷酸化合物生成，反應如下：
加單氧酶實際上是含有黃素酶及細胞色素的酶體系，常常是由細胞色素P450、NADPH細胞色素P450還原酶、NADPH和磷脂組成的復合物。細胞色素P450是一種以血色素為輔基的b族細胞色素，其中的Fe3+可被Na2S2O3等還原為Fe2+，還原型的細胞色素P450與CO結合后在450nm有最大吸收峰，故名細胞色素P450，它的作用類似于細胞色素aa3，能與氧直接反應，將電子傳遞給氧，因此也是一種終末氧化酶。