Il perossido di idrogeno può agire come un agente ossidante o riducente a diversi valori di pH, consentendo la sua reazione con metalli e non metalli, come ferro e fluoro rispettivamente. Il perossido di idrogeno è altamente ossidante nelle soluzioni acide, superano alogeni e composti alogeni, come il fluoro e il biossido di cloro, nel potenziale di ossidazione.
Il perossido di idrogeno può anche reagire in presenza di catalizzatori del d-blocco per produrre radicali idrossili intermedi che possiedono un'alta reattività. Il composto ossida ferro ferroso a ione ferrico in mezzo acido.
La dipendenza dal pH del composto è illustrata attraverso la sua reazione con il permanganato di potassio. Nei mezzi acidi, il perossido di idrogeno riduce gli ioni di magnesio (+4) di permanganato di potassio agli ioni di magnesio (+2). Nei media di base, tuttavia, il perossido di idrogeno ossida gli ioni di magnesio (+2) agli ioni di magnesio (+4).
La debole acidità del perossido di idrogeno gli consente di formare sali idroperossido e perossido instabili con i metalli. Può anche convertire ossidi metallici nei rispettivi perossidi. Una reazione tra perossido di idrogeno e borace produce l'agente sbiancante, perborato di sodio, utilizzato nei detergenti per bucato. Il composto reagisce anche con l'urea, producendo l'agente sbiancante dei denti addotto perossido di idrogeno-urea.
Il perossido di idrogeno reagisce con l'enzima catalasi nel sangue, permettendogli di decomporsi in acqua e ossigeno. Si pensava che la schiuma bianca prodotta avesse proprietà antisettiche, una nozione che è stata smentita da uno studio sul Journal of Family Medicine del 1987.
