混合功能氧化酶（英语：Mixed-function oxidase）是一氧化酶家族的名称，在它们催化的反应中O2的两个原子分别被用于不同的功能。它存在于人体和动物的肝脏、肺脏细胞的微粒体中，参与多种重要的生物化学反应。

混合功能氧化酶系包括细胞色素P-450、NADPH－细胞色素 P-450还原酶、细胞色素b5、NADH－细胞色素 b-5还原酶、芳香烃羟化酶、环氧化物水化酶以及磷脂等。其中以细胞色素P-450最为重要，它与分子氧形成“活性氧”复合体，能氧化进入肝、肺的外源性物质。

经其氧化代谢可产生两种反应：一是降解反应，可使原化学物质变为低毒的或无毒的物质从体内排出；二是激活反应，可使原化学物质转化为具有亲电子性质，导致毒性增强，成为致突变物或终致癌物。

混合功能氧化酶反应以如下方式进行：AH + BH2 + O2 → AOH + B + H2O。这个反应式表明混合功能氧化酶能够同时催化两种底物的氧化，其中一个底物（AH）被氧化并形成羟基化产物（AOH），而另一个底物（BH2）则被氧化成B，并伴随着水（H2O）的生成。

近年来对混合功能氧化酶系与外源性物质相互作用的深入研究，对于从分子生物学水平上进一步了解外源性化学物质的毒作用具有重要意义。