เลขออกซิเดชันเป็นค่าประจุไฟฟ้าที่สมมติขึ้นของไอออนหรืออะตอมของธาตุ โดยคำนวณจากการรับหรือการจ่ายอิเล็กตรอน หรือการใช้พันธะร่วมกัน ซึ่งการเขียนเลขออกซิเดชันจะเขียนเครื่องหมาย + หรือ + ไว้หน้าตัวเลขเสมอ

การสังเกตเลขออกซิเดชัน แบ่งออกได้เป็น 2 กรณี ดังนี้

1. กรณีสารประกอบไอออนิก การกำหนดค่าเลขออกซิเดชันของธาตุจะสังเกตจากจำนวนอิเล็กตรอนที่ให้หรือรับขณะเกิดพันธะไอออนิก ธาตุที่ให้อิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นบวก ส่วนธาตุที่รับอิเล็กตรอนจะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ ตัวอย่างเช่น สารประกอบแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) แมกนีเซียม (Mg) จะเสียอิเล็กตรอนให้กับออกซิเจน (O) 2 อิเล็กตรอน ดังนั้น Mg จึงมีเลขออกซิเดชันเป็น +2 และ O จึงจมีเลขออกซิเดชันเป็น -2

2. กรณีสารประกอบโคเวเลนต์ การกำหนดเลขออกซิเดชันของธาตุจะสังเกตจากจำนวนอิเล็กตรอนที่มีการใช้ร่วมกัน โดยธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงจะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบ และธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีต่ำจะมีเลขออกซิเดชันเป็นบวก ตัวอย่างเช่น สารประกอบน้ำ (H2O) ไฮโดรเจน (H) 1 อะตอม จะสร้างพันธะเดี่ยวกับออกซิเจน (O) 1 อะตอม และ H มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวีตีต่ำกว่า O ดังนั้น H จึงมีเลขออกซิเดชันเป็น +1 ส่วนออกซิเจน (O) 1 อะตอม สร้างพันธะเดี่ยวกับไฮโดรเจน (H) 2 อะตอม และ O มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงกว่า H ดังนั้น O จึงมีเลขออกซิเดชันเป็น -2

ข้อสังเกตเกี่ยวกับการกำหนดเลขออกซิเดชันของธาตุชนิดต่าง ๆ มีดังนี้

- ธาตุอิสระทุกชนิดมีเลขออกซิเดชันเป็นศูนย์ เช่น H2 P4 S8 Ag เป็นต้น

- เลขออกซิเดชันของไอออนของธาตุจะมีค่าเท่ากับไอออนของธาตุนั้น เช่น Zn2+ มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +2 หรือ S2- มีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -2 เป็นต้น

- ฟลูออรีนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -1

- ในกรณีของออกซิเจนจะมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ดังนี้

- ในสารประกอบทั่วไป จะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -2 เช่น MgO H2CO3 HClO4 เป็นต้น
- ในสารประกอบซุปเปอร์ออกไซด์ (O2-) ออกซิเจนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -12 เช่น KO2 เป็นต้น
- ในสารประกอบเปอร์ออกไซด์ (O22-) ออกซิเจนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -1 เช่น Na2O2 H2O2 เป็นต้น
- ในสารประกอบออกไซด์ของฟลูออรีน ออกซิเจนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +2 เช่น OF2 เป็นต้น

- ในกรณีของไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ดังนี้

- ในสารประกอบไฮไดรด์ของโลหะ ไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ -1 เช่น LiH MgH2 เป็นต้น

- ในสารประกอบโคเวเลนต์ ไฮโดรเจนจะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 เช่น NH3 CH4 C5H12 เป็นต้น

- ธาตุหมู่ 1A และ 2A จะมีเลขออกซิเดชันเป็น +1 และ +2 เสมอ ตามลำดับ

- โลหะแทรนซิชันมีเลขออกซิเดชันได้หลายค่า ยกเว้น Ag จะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +1 Zn จะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +2 และ Sc จะมีเลขออกซิเดชันเท่ากับ +3

- ธาตุที่มีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตีสูงจะมีเลขออกซิเดชันเป็นลบเสมอ

- สารประกอบจะมีผลรวมของเลขออกซิเดชันเป็นศูนย์

- กลุ่มของไอออนจะมีผลรวมของเลขออกซิเดชันเป็นไอออนที่ปรากฏ ตัวอย่างกลุ่มของไอออนที่ควรรู้จัก มีดังนี้

- กลุ่มไอออนที่มีประจุรวมเป็น +1 เช่น NH4+

- กลุ่มไอออนที่มีประจุรวมเป็น -1 เช่น OH- CN- OCN- SCN- NO2- NO3- ClO- ClO2- ClO3- ClO4- MnO4- CH3COO- HCO3- HSO3- HSO4- H2PO4-

- กลุ่มไอออนที่มีประจุรวมเป็น -2 เช่น CO32- SO32- SO42- C2O42- MnO42- CrO42- Cr2O72- HPO42-

- กลุ่มไอออนที่มีประจุรวมเป็น -3 เช่น PO33- PO43-