Monooxygenasen, mischfunktionelle Oxygenasen, zu den Oxidoreduktasen zählende NADP+-abhängige Enzyme, die ein Sauerstoffatom des O2-Moleküls in das Substrat als Hydroxylgruppe einbauen, während das andere Sauerstoffatom zu Wasser reduziert wird: RH + O2 + NADPH + H+ → ROH + H₂O + NADP⁺. Die synonyme Bezeichnung mischfunktionelle Oxygenasen bezieht sich auf diese doppelte Funktion, d.h. Oxidation des Substrats und Reduktion von Sauerstoff. Die von den M. katalysierte Hydroxylierungsreaktion erfordert die Aktivierung des Sauerstoffs. Die an der Synthese der Steroidhormone und Gallensäuren beteiligten M. verwenden dafür Cytochrom P₄₅₀, das als letztes Glied einer Elektronentransportkette in den Mitochondrien der Nebennierenrinde und in Lebermikrosomen lokalisiert ist. Die P₄₅₀-Enzyme der Säuger werden durch zehn Genfamilien kodiert. Der Mensch besitzt mehr als 100 Gene für M. mit unterschiedlichen Substratspezifitäten. Die Wirkungsdauer vieler Medikamente ist oftmals davon abhängig, wie schnell sie durch P₄₅₀-Enzyme inaktiviert werden.