將氧化劑通入冶金熔體，使其中所含的雜質元素氧化生成不溶於主體金屬的氧化物，以渣的形式聚集於熔體表面，或以氣態的形式析出而被除去的過程。氧化劑可以是氧、主金屬氧化物或氧化性爐渣等。基本原理是基於不同元素對氧的親和力大小不同，對氧親和力愈大的元素愈容易氧化。由於氧化熔煉要脫除的雜質元素對氧的親和力大於主體金屬對氧的親和力，所以雜質元素得以優先與氧反應生成氧化物，得以去除。
氧化精煉在火法冶金中應用廣泛。轉爐煉鋼時在轉爐內由鐵鐵水煉成鋼的過程就是氧化脫碳、脫磷、脫矽、脫錳等的精煉過程。電弧爐煉鋼的脫碳、脫磷等也是氧化精煉，還有有色金屬冶煉的粗銅氧化精煉除鐵、鉛、鋅、錫和部分砷、銻；粗鉛氧化精煉除砷、銻、錫、鋅等。