กระบวนการ ลิพิดเปอร์ออกซิเดชัน (อังกฤษ: lipid peroxidation) เป็นการเสื่อมสภาพของลิพิดเพราะกระบวนการออกซิเดชันที่อนุมูลอิสระ "ขโมย" อิเล็กตรอนจากลิพิดของเยื่อหุ้มเซลล์แล้วทำให้เซลล์เสียหายเกิดบ่อยที่สุดกับกรดไขมันไม่อิ่มตัวมีพันธะคู่หลายคู่ (PUFA) เพราะพันธะคู่มีสะพาน methylene (-CH2-) ในระหว่างที่มีอะตอมไฮโดรเจนซึ่งไวปฏิกิริยามากกระบวนการนี้มีสามขั้นตอนเหมือนกับปฏิกิริยาอนุมูลอิสระอื่น ๆ คือ ระยะเริ่มต้น (initiation) ระยะแพร่กระจาย (propagation) และยุติ (termination)ผลผลิตของปฏิกิริยานี้ เรียกว่า ลิพิดเปอร์ออกไซด์ (lipid peroxide) หรือ lipid oxidation product (LOP)