Wasserstoffperoxid kann bei verschiedenen pH-Werten als Oxidations- oder Reduktionsmittel wirken und seine Reaktion sowohl mit Metallen als auch mit Nichtmetallen wie Eisen bzw. Fluor ermöglichen. Wasserstoffperoxid ist in sauren Lösungen stark oxidierend, übertreffen Halogene und Halogenverbindungen wie Fluor und Chlordioxid im Oxidationspotential.
Wasserstoffperoxid kann auch in Gegenwart von d-Block-Katalysatoren reagieren, um intermediäre Hydroxylradikale mit hoher Reaktivität zu erzeugen. Die Verbindung oxidiert Eisen(II) in sauren Medien zu Eisen(III)-Ionen.
Die pH-Abhängigkeit der Verbindung wird durch ihre Reaktion mit Kaliumpermanganat veranschaulicht. In sauren Medien reduziert Wasserstoffperoxid die Magnesium(+4)-Ionen von Kaliumpermanganat zu Magnesium(+2)-Ionen. In basischen Medien oxidiert Wasserstoffperoxid jedoch Magnesium (+2)-Ionen zu Magnesium (+4)-Ionen.
Die schwache Acidität von Wasserstoffperoxid ermöglicht es, mit Metallen instabile Hydroperoxid- und Peroxidsalze zu bilden. Es kann auch Metalloxide in ihre jeweiligen Peroxide umwandeln. Durch eine Reaktion zwischen Wasserstoffperoxid und Borax entsteht das Bleichmittel Natriumperborat, das in Waschmitteln verwendet wird. Die Verbindung reagiert auch mit Harnstoff und produziert das Zahnaufheller-Addukt Wasserstoffperoxid-Harnstoff.
Wasserstoffperoxid reagiert mit dem Enzym Katalase im Blut, wodurch es sich in Wasser und Sauerstoffgas zersetzen kann. Dem produzierten weißen Schaum wurden antiseptische Eigenschaften zugeschrieben, eine Annahme, die 1987 durch eine Studie im Journal of Family Medicine widerlegt wurde.
