氧化膜是金屬或物體表面與氧氣或其他氧化物反應，失去電子並與氧結合而形成的一層氧化物。
大多數氧化膜由金屬氧化物組成，例如鐵的氧化膜主要是γ-Fe2O3和Fe3O4，而鋁的氧化膜則是無孔的γ-Al2O3。氧化膜通常非常薄，其厚度一般在幾納米到幾微米之間。氧化膜具有多種特性，例如陽極氧化膜通常具有兩層結構，內層是由純度較高的三氧化二鋁組成，而外層則是含水的三氧化二鋁膜。這些氧化膜與基體結合牢固，具有很好的吸附能力和絕緣性，同時也表現出良好的耐熱性能。氧化膜的形成可以顯著提高金屬的耐腐蝕性和抗氧化性能，因為它減慢了金屬繼續氧化的速度。