氧化数，又叫氧化态，它是以 化合价 学说和元素 电负性 概念为基础发展起来的一个 化学 概念，它在一定程度上标志着元素在化合物中的化合状态。在根据化合价的升降值和 电子转移 情况来配平 氧化还原反应 方程式时，除简单的 离子化合物 外，对于其他物质，往往不易确定元素的化合价数；对于一些结构复杂的化合物或原子团，更难确定它们在反应中的电子转移情况，因而难以表示物质中各元素所处的价态。
规定
70年代初，国际纯粹和 应用化学 联合会（IUPAC）在《无机化学命名法》中，进一步严格定义了氧化数概念，并对氧化数的求法作出一些规定。这些规定比较严格，但在具体求化合物中元素的氧化数时不方便，例如一个化合物中究竟有多少键合 电子 ，它们如何分配，有时说不清楚。当化合物中两种元素的 电负性 相近时，如对于 NCl3 、 四氮化四硫 等，按上述规定难于确定这些元素的氧化数。
规则
日本 化学 教授桐山良一（在1952年）和 美国 著名化学家 鲍林 （1975年）等人分别发表论说，对确定元素氧化数的方法制定了一些规则。现在化学界普遍接受的规则是：
1．在 单质 中，元素的氧化数为零。
2．在 离子化合物 中，元素 原子 的氧化数等于该元素单原子离子的电荷数。
3．在结构已知的 共价化合物 中，把属于两原子的共用 电子对 指定给两原子中 电负性 较大的原子时，分别在两原子上留下的表观电荷数就是它们的氧化数。例如，在H2O中，氧原子的氧化数为-Ⅱ，氢的为+Ⅰ。对于同种元素两个原子之间的 共价键 ，该元素的氧化数为零。如该化合物中某一元素有二或二以上个共价键，则该元素的氧化数为其各个键所表现的氧化数的代数和。
4．在结构未知的共价化合物中，某元素的氧化数可按下述规定由该化合物其他元素的氧化数算出，这个规定是：分子或复杂离子的总电荷数等于其中各元素氧化数的代数和。
5．对几种元素的氧化数有下列规定：1、在 单质 中元素的氧化数皆为零。2、除了在 过氧化物 中，如 过氧化氢 和 Na2O2 等，氧的氧化数为-1，以及在 二氟化氧 中的氧为正氧化数外，氧在其它化合物中的氧化数皆为-2。3、除了在 金属氢化物 中H为-1外，氢在其它化合物中的氧化数皆为+1。4、 碱金属 的氧化数是+1， 碱土金属 的氧化数为+2， 是 电负性 最大的元素，在它的全部化合物中都具有-1的氧化数，其他 卤族元素 ，除了与电负性更大的卤素结合时（如ClF、ICl3）或与氧结合时具有正的氧化数外，氧化数都为-1。
常见元素电负性表
F>O>Cl
N>Br>I>SC
Se>P>H>Te>B>Si
定义
氧化数概念可这样定义：在 单质 或化合物中，假设把每个 化学键 中的 电子 指定给所连接的两 原子 中电负性较大的一个原子，这样所得的某元素一个原子的电荷数就是该元素的氧化数。可见，氧化数是一个有一定人为性的，经验性的概念，它是按一定规则指定了的数字，用来 表征 元素在化合状态时的 形式电荷 数（或表观电荷数）。这种形式电荷，正像它的名称所指出的那样，只有形式上的意义。
对于某一化合物或单质，只要按照上述规则就可确定其中元素的氧化数，不必考虑分子的结构和键的类型。因此，对于 氧化还原反应 用氧化数比用 化合价 方便得多。氧化数已成为 化学 中的一个基本概念，用来定义与氧化还原反应有关的概念和配平氧化还原反应方程式。
但在我国现行中学化学课本中，仍用正负化合价来定义氧化还原反应的有关概念。将前面所述氧化数概念及其应用，与中学化学课本中化合价概念的定义及其应用对比一下，就可看出，中学化学课本中所定义的化合价实际上指的是氧化数，它不同于现代化学中的（如大学化学课程中所应用的）化合价概念。
氧化数和化合价两个概念的区别
氧化数概念是从正负 化合价 概念分化发展产生的，这既说明它们有历史联系，又表明氧化数和化合价是两个不同的概念。化合价的原意是某种元素的 原子 与其他元素的原子相化合时两种元素的原子数目之间一定的比例关系，所以化合价不应为非整数。例如，在 四氧化三铁 中，Fe实际上存在两种价态：+2和+3价，其分子组成为：2Fe·Fe·4O。氧化数是 形式电荷 数，所以可以为分数。引入氧化数概念后，化合价概念可保持原来原子个数比的意义，而不必使用“平均化合价”等容易使化合价概念模糊的术语了。这也正是氧化数概念在正负 化合价 概念的基础上区分出来的理由之一。
化合价的意义和数值与分子中 化学键 的类型有关。对于同一物质，其中同一元素的化合价和氧化数两者的数值一般是不同的。对于 离子化合物 ，由一个 原子 得失 电子 形成的简单离子的电价正好等于该元素的氧化数。其他离子的电价数与其中元素的氧化数不一定 相等 。对于 共价化合物 来说，元素的氧化数与共价数是有区别的。第一，氧化数分正负，且可为分数；共价数不分正负，也不可能为分数。第二，同一物质中同种元素的氧化数和共价数的数值不一定相同。例如，H2分子和N2分子中H和N的氧化数皆为0，而它们的共价数分别为1和3。在 过氧化氢 分子中O的共价数为2，其氧化数为-1。在CH3Cl中，碳的共价数为4，碳的氧化数为-2，碳和氢原子之间的 共价键 数却为3。
用氧化数表示氧化还原的状态
对于 离子化合物 的 氧化还原反应 来说， 电子 是完全失去或完全得到的。但是，对于 共价化合物 来说，在氧化还原反应中，有电子的偏移，但还没有完全的失去或得到，因此用氧化数来表示就更为合理。例如：
H2+ Cl2 = 2HCl
这个反应的生成物是共价化合物，氢 原子 的电子没有完全失去，氯原子也没有完全得到电子，只是形成的 电子对 偏离氢，偏向氯罢了。用氧化数的升降来表示就是氯从0到-1，氢从0到+1。这样，氧化数的升高就是氧化，氧化数的降低就是还原。在 氧化还原反应 里，一种元素氧化数升高的数值总是跟另一种元素氧化数降低的数值 相等 的。