Zu den der Enzymfamilie der Oxireduktasen gehörende Enzymgruppe (s.u. Enzyme) die als Katalysatoren für selektive Oxidationen fungieren. Die Oxygenasen enthalten oft Eisen, zum Teil auch Kupfer. Dabei werden in der Regel Hydroxygruppen (-OH) eingeführt, aber es kann auch zur Bildung von Doppelbindungenune oder Umlagerungen kommen. Neben dem eigentlichen Substrat werden noch Sauerstoff und alpha-Ketoglutarat (αKG) zu Katalyse benötigt, wobei aus letzterem CO2 oxidativ abgespalten wird. Eine wichtige Oxygenase ist die Cyclooxygenase, die aus ungesättigten Fettsäuren die Bildung von zyklischen Endoperoxiden katalysiert.