En reduksjon i biologiske systemer vil si å lagre elektroner og energi. Hos autotrofe organismer benyttes fotosyntese til å lagre elektroner i organiske molekyler. Elektronene og protonene som blir lagret kommer fra vann. Når de organiske stoffene frigir sine elektroner og elektrontransportsystemene i cellerespirasjonen hos aerobe organismer frakter elektronene tilbake til oksygen og danner vann blir den lagrete energien frigitt, en oksidasjon. Hvis det ikke er oksygen tilstede (anaerobt) eller lite oksygen (hypoksis) så overtar andre elektronakseptorer i frigivelsen av energien laget ved reduksjon. Ved fermentering er det organiske molekyler som virker som elektronakseptorer. For anaerobe organismer er det en rekke uorganiske molekyler som fungerer som elektronakseptor (karbondioksid, nitrat, sulfat, treverdig jern), en anaerob respirasjon , som frigir energien.
Eksempler på elektronaksptorer er oksygen (O2) som er den viktigste elektronakseptoren i organismer som lever i en oksygenatmosfære.
I fotosyntesen hos planter, fytoplankton og blågrønnbakterier virker vann som en elektrondonor og blir oksidert hvor lys gir energi til reaksjonen og vannspaltingen:
2H2O → O2 + 4e- + 4H+
Mens CO2 blir redusert og mottar elektroner og protoner fra vann:
6CO2 + 24 e- + 24 H+ → C6H12O6 + 6 H2
som eksempel på en av de organiske stoffene som lages i fotosyntesen er glukose (C6H12O6) og inneholder et lager med protoner (H+) og elektroner (e-). I cellerespirasjonen blir disse elektronene og protonene fraktet tilbake til oksygen i elektrontransportkjeden og den lagrete solenergien blir frigjort og kan derved brukes av organismen.
En reduksjon er å lagre energi ved å motta elektroner, motta protoner eller avgi oksygen (- O)
En oksidasjon er å frigi energi ved å avgi elektroner, avgi protoner eller motta oksygen (+O).
Reduksjonstrinnet i reduksjonen av karbondioksid (CO2) i karbonassimilasjonen i Calvinsyklus skjer i overgangen fra 3-fosfoglycersyre som blir redusert til 3-fosfoglyceraldehyd, man går fra en syre -COOH til et aldehyd -CHO og man ser at her er det avgitt et oksygenatom, altså en reduksjon.
Ved anaerob respirasjon og oksidasjon benyttes elektronakseptorer som nitrat (NO3-) i nitratreduserende bakterier, mangan (MnO2) og jern (FeOOH) i jernreduserende bakterier, sulfat (SO42-) hos sulfatreduserende bakterier og hydrogenkarbonat (HCO3-) hos metanogene bakterier.
Et eksempel er jernreduserende bakterier som bruker organiske molekyler (CH2O) som elektron- og protonkilde, en oksidasjon med avgivelse av elektroner hvor karbonet blir oksidert til karbondioksid (CO2):
CH2O + H2O → CO2 + 4H+ + 4e-
Ferrijern (Fe3+, Fe(III)) blir brukt som elektronakseptor og blir redusert:
4Fe(OH)3 + 12H+ + 4e- → 4Fe2+ + 12H2O
De jernreduserende bakteriene lever på den energien som blir frigitt ved å flytte elektroner på redoksskalaen.