氧化應激（英語：oxidative stress），又稱 氧化壓力、氧化逆境，為機體活性氧成分與抗氧化系統之間平衡失調引起的一系列適應性的反應。干擾細胞正常的氧化還原狀態，會製造出過氧化物與自由基導致毒性作用，因此損害細胞的蛋白質、脂類和DNA。源自氧化代謝的氧化壓力，會導致基底損害以及DNA鏈斷裂。
氧化壓力會導致細胞衰老（cell senescence），而發生在人類的氧化壓力，被認為是造成亞斯伯格症候群、自閉症、阿茲海默症、帕金森氏症、注意力缺陷過動症、動脈粥樣硬化、心臟衰竭及癌症等的成因；然而活性氧也有它的益處，免疫系統可利用活性氧攻擊並殺死病原；且諷刺地，短期的氧化壓力在防止老化上，也提供了重要的步驟，稱做毒物興奮效應。