Organické peroxidy sú organická zlúčenina obsahujúca peroxidovú funkčnú skupinu (ROOR '). Ak R' je vodík, tieto zlúčeniny sa nazývajú hydroperoxidy, o ktorých sa hovorí v tomto článku. Perestery sú peroxy analógy esterov a majú všeobecnú štruktúru RC (O) OOR. OO väzba peroxidov sa ľahko preruší, pričom vznikajú voľné radikály vo forme RO • (bodky predstavujú nespárované elektróny). Preto sa organické peroxidy môžu použiť ako iniciátory niektorých typov polymerizácie, ako je napríklad epoxidová živica používaná v plastoch vystužených sklom. Na tento účel sa bežne používajú MEKP a benzoylperoxid. Rovnaké vlastnosti však tiež znamenajú, že organické peroxidy môžu úmyselne alebo neúmyselne iniciovať explozívnu polymerizáciu v materiáloch s nenasýtenou chemickou väzbou, proces, ktorý sa používa vo výbušninách. Organické peroxidy,
Dĺžka väzby OO v peroxidoch je približne 1,45 Á a uhol ROO (R=H, C) je približne 110 stupňov (ako voda). Typicky je C − O − O − R (R=H, C) dihedrálny uhol asi 120 stupňov . OO väzba je relatívne slabá, s energiou disociácie väzby 45-50 kcal/mol (190-210 kJ/mol), čo je menej ako polovica sily väzieb CC, CH a CO.
Peroxidy hrajú dôležitú úlohu v biológii. Mnohé aspekty biodegradácie alebo starnutia sa pripisujú tvorbe a rozpadu peroxidov tvorených kyslíkom vo vzduchu. Na boj proti týmto účinkom sa používa celý rad biologických a umelých antioxidantov. Existujú stovky známych peroxidov a hydroperoxidov odvodených od mastných kyselín, steroidov a terpénov. Mastné kyseliny tvoria veľa 1,2-dioxénov. Biosyntéza prostaglandínov sa uskutočňuje prostredníctvom endoperoxidov (trieda bicyklických peroxidov). U svetlušiek luciferáza katalyzuje oxidáciu luciferínu za vzniku peroxyzlúčeniny 1,2-dioxetanu. Oxheterocyklobután Dineneneba je nestabilný a spontánne sa rozpadá na oxid uhličitý a excitované ketóny, ktoré uvoľňujú prebytočnú energiu prostredníctvom luminiscencie (bioluminiscencie).