Demanda química de oxigênio (DQO) é a quantidade de um agente oxidante específico, que em condições controladas, reage com uma determinada amostra. A quantidade do agente oxidante que reagiu é então expressa em termos de equivalentes em oxigênio^{[citação necessária]}. Os resultados são expressos na unidade mg O₂ L^-1.

Originalmente, o ensaio de DQO objetivava a determinação indireta da concentração de matéria orgânica em uma determinada água residuária. No entanto, a presença de outras substâncias inorgânicas, em seus estados de oxidação mais reduzidos, figuram como interferentes importantes no resultado da análise, sobretudo se a amostra é obtida de um ambiente de caráter redutor, como reatores anaeróbios^{[citação necessária]}. Desta forma, a finalidade do ensaio de DQO é a determinação da concentração de substâncias oxidáveis em uma amostra líquida, como uma determinação indireta da concentração de substâncias orgânicas. Para tanto, é necessário que toda a matéria oxidável nessa amostra seja oxidada por uma substância que garanta o máximo desta oxidação. No caso do ensaio de DQO, o reagente responsável por essa oxidação é o dicromato de potássio (K₂Cr₂O₇), por meio do íon dicromato (Cr₂O₇^2-), tanto pelo seu potencial oxidante como pela diferença de coloração que o átomo de cromo confere à solução em seus diferentes graus de oxidação. A matéria oxidável presente na amostra reduz o átomo de cromo hexavalente do dicromato (Cr⁶⁺, de cor alaranjada) para a sua forma trivalente (Cr³⁺, de cor esverdeada). Desta forma, a medida dessa intensidade de coloração – por meio de espectrofotometria – está relacionada com as concentrações de cromo hexavalente que reagiram com a matéria oxidável da amostra, e quantificando a matéria oxidável, conforme a reação 1 descrita abaixo:

A oxidação total e efetiva da matéria orgânica, conforme demonstrada na reação 1 acima, ocorre na presença de um catalizador de prata (Ag⁺), em alta temperatura e em meio ácido. A relação entre o íon Cr₂O₇^2- que reagiu com a matéria orgânica oxidável e o seu equivalente em oxigênio, para o cálculo da DQO em termos de O₂ é obtida da reação 2, mostrada abaixo:

A estequiometria da reação 2 mostra que a relação entre a concentração de K₂Cr₂O₇ consumido durante a oxidação da matéria oxidável e a concentração de O₂ é de 6,1 mg O₂ / mg K₂Cr₂O₇. Desta maneira, conhecendo-se a quantidade de K₂Cr₂O₇ consumida na reação de oxidação, é possível relacioná-la com a quantidade de O2 necessária para efetuar a mesma oxidação. A determinação da quantidade de K₂Cr₂O₇ envolvida na DQO pode ser determinada por três metodologias distintas, conforme descritas na Tabela 1: