Exonukleázy jsou proteiny ze skupiny nukleáz , které odštěpují koncové mononukleotidy z polynukleotidového řetězce hydrolýzou fosfodiesterových vazeb mezi nukleotidy.
V závislosti na schopnosti hydrolyzovat vazby na 3'- a 5'-koncích polynukleotidového řetězce se rozlišují 3'- a 5'-exonukleázy. Exonukleázy se v buňkách nacházejí jak samostatně, tak jako součást enzymatických komplexů. Například DNA polymeráza I obsahuje 5' exonukleázu, která odštěpuje primer RNA připojený přímo k místu, kde dochází k syntéze DNA. Poté DNA polymeráza I začne přidávat nukleotidy na místo uvolněného primeru. U archebakterií a eukaryot je jedna z hlavních cest degradace RNA prováděna proteinovým komplexem sestávajícím převážně z 3'- a 5'-exoribonukleáz.