(Fr.: autooxydation; Du.: Autoxydation; Eng.: auto-oxidation), spontane, langzaam verlopende oxidatie van stoffen die aan moleculaire zuurstof of aan lucht zijn blootgesteld, bij lage temperatuur en zonder zichtbare verbrandingsverschijnselen.
In wezen komt autoxidatie voor bij alle oxideerbare stoffen, maar veelal is de reactiesnelheid bij gewone temperatuur uitermate gering. Men spreekt eerst van autoxidatie, wanneer na verloop van enige tijd een duidelijke verandering in de chemische samenstelling van de stof en daarmee in de eigenschappen optreedt. Voorbeelden zijn natriumsulfiet, lijnolie, terpentijnolie en andere terpenen. Wanneer een stof aan autoxidatie onderhevig is, gebeurt het vaak dat andere aanwezige stoffen, die bij gewone temperatuur niet (d.w.z. uiterst langzaam) door luchtzuurstof geoxideerd worden, dit thans wel worden: de eerste stof fungeert dan als zuurstofoverdrager en dus als katalysator, waarbij de eigen autoxidatie wordt vertraagd. Zo oxideert natriumarseniet tot arsenaat alleen in tegenwoordigheid van het autoxideerbare natriumsulfiet.Technisch belangrijk is de autoxidatie (soms niet bewerkstelligd door moleculaire zuurstof, doch door ozon) van sommige oliën (‘drogende’ oliën, bijv. lijnolie) die het mogelijk maakt deze als bindmiddel in verf te gebruiken; voor praktisch gebruik moet dit proces echter gekatalyseerd worden door siccatieven. Schadelijk is autoxidatie bijv. bij rubberartikelen die daardoor brokkelig en hard worden. Daar zware metalen, speciaal koper, de autoxidatie van rubber katalytisch versnellen, tracht men verontreiniging door dergelijke metalen te vermijden; bovendien voegt men antioxidanten toe.