Lipoxygenasen sind Metalloenzyme. Sie enthalten ein Eisenatom im Reaktionszentrum und oxidieren mehrfach ungesättigte Fettsäuren mit jeweils 2 Sauerstoffatomen. Sie gehören somit zur Gruppe der Dioxygenasen.

Die Arachidonat-5-Lipoxygenase zum Beispiel katalysiert stereospezifisch den ersten Schritt der Oxidation von Arachidonsäure zu den biochemisch äußerst wirksamen Leukotrienen. Dieses Enzym ist damit an Entzündungsreaktionen und so auch an Rheuma beteiligt. Viele entzündungshemmende Medikamente (z. B. Diclofenac, Zileuton) wirken, weil sie in geeigneter Weise in den Lipoxygenase-Stoffwechsel eingreifen. Natürliche (schwache) Lipoxygenase-Hemmer sind bestimmte Fettsäuren, z. B. Omega-3-Fettsäuren aus Fischöl. Mutationen oder Fehlen der Arachidonat-5-Lipoxygenase sind vermutlich auch ein Grund für die (relativ seltene) Ichthyose.

Lipoxygenasen kommen sowohl in Tieren und als auch in Pflanzen vor und sind Teil verschiedene Zellfunktionen.