Organski peroksidi su organski spojevi koji sadrže peroksidnu funkcionalnu skupinu (ROOR'). Ako je R' vodik, ti se spojevi nazivaju hidroperoksidima, o kojima se govori u ovom članku. Peresteri su peroksi analozi estera i imaju opću strukturu RC (O) OOR. OO veza peroksida lako se prekida, proizvodeći slobodne radikale u obliku RO • (točke predstavljaju nesparene elektrone). Stoga se organski peroksidi mogu koristiti kao inicijatori za neke vrste polimerizacije, poput epoksidne smole koja se koristi u plastici ojačanoj staklom. U tu se svrhu obično koriste MEKP i benzoil peroksid. Međutim, ista svojstva također znače da organski peroksidi mogu namjerno ili nenamjerno pokrenuti eksplozivnu polimerizaciju u materijalima s nezasićenom kemijskom vezom, proces koji se koristi u eksplozivima. Organski peroksidi,
Duljina OO veze u peroksidima je oko 1,45 Å, a ROO kut (R=H, C) je oko 110 stupnjeva (kao kod vode). Tipično, C − O − O − R (R=H, C) Diedralni kut je oko 120 stupnjeva. OO veza je relativno slaba, s energijom disocijacije veze od 45-50 kcal/mol (190-210 kJ/mol), što je manje od polovice snage CC, CH i CO veza.
Peroksidi igraju važnu ulogu u biologiji. Mnogi aspekti biorazgradnje ili starenja pripisuju se stvaranju i raspadanju peroksida koje stvara kisik u zraku. Niz bioloških i umjetnih antioksidansa koristi se za suzbijanje tih učinaka. Postoje stotine poznatih peroksida i hidroperoksida izvedenih iz masnih kiselina, steroida i terpena. Masne kiseline tvore mnoge 1,2-dioksene. Biosinteza prostaglandina provodi se preko endoperoksida (klasa bicikličkih peroksida). Kod krijesnica luciferaza katalizira oksidaciju luciferina da bi se proizveo peroksi spoj 1,2-dioksetan. Dineneneba okheterociklobutan je nestabilan i spontano će se raspasti u ugljični dioksid i pobuđene ketone, koji oslobađaju višak energije kroz luminiscenciju (bioluminiscencija).