Las exonucleasas son proteínas del grupo de las nucleasas que escinden los mononucleótidos terminales de una cadena de polinucleótidos mediante la hidrólisis de los enlaces fosfodiéster entre los nucleótidos.
Según la capacidad para hidrolizar enlaces en los extremos 3' y 5' de la cadena de polinucleótidos, se distinguen las exonucleasas 3' y 5'. Las exonucleasas se encuentran en las células por separado y como parte de complejos enzimáticos . Por ejemplo, la ADN polimerasa I contiene una exonucleasa 5' que escinde un cebador de ARN unido directamente al sitio donde se produce la síntesis de ADN. Después de eso, la ADN polimerasa I comienza a agregar nucleótidos al lugar del cebador desprendido. En arqueobacterias y eucariotas, una de las principales vías de degradación del ARN la lleva a cabo un complejo proteico formado principalmente por 3'- y 5'-exoribonucleasas.