Exonucleazele sunt proteine din grupul de nucleaze care scindează mononucleotidele terminale dintr-un lanț de polinucleotide prin hidroliza legăturilor fosfodiesterice dintre nucleotide.
În funcție de capacitatea de a hidroliza legăturile la capetele 3’ și 5’ ale lanțului polinucleotidic, se disting exonucleazele 3’ și 5’. Exonucleazele se găsesc în celule atât separat, cât și ca parte a complexelor enzimatice . De exemplu, ADN polimeraza I conține o exonuclează 5’ care scindează un primer ARN atașat direct la locul unde are loc sinteza ADN. După aceea, ADN polimeraza I începe să adauge nucleotide la locul primerului detașat. La arhebacterii și eucariote, una dintre căile principale de degradare a ARN este realizată de un complex proteic constând în principal din 3’- și 5’-exoribonucleaze.