U biohemiji i metabolizmu, beta-oksidacija je katabolički proces kojim se razlažu molekule masnih kiselina.[1] Odvija se u citosolu prokariota i u mitohondrijama kod eukariota, za stvaranje acetil-CoA, koji ulazi u ciklus limunske kiseline i NADH i FADH2, koji su koenzimi koji se koriste u lancu transporta elektrona. Nazvana je kao tako jer beta ugljici masnih kiselina podliježu oksidaciji u karbonil grupu. Beta-oksidaciju prvenstveno olakšava mitohondrijski trifunkcijski protein, enzimski kompleks povezan sa unutrašnjom mitohondrijskm membranom, iako se vrlo dugolančane masne kiseline oksidiraju u peroksisomima .
Ukupna reakcija za jedan ciklus beta-oksidacije je: