Organski peroksidi so organske spojine, ki vsebujejo peroksidno funkcionalno skupino (ROOR). Če je R vodik, se te spojine imenujejo hidroperoksidi, o katerih razpravljamo v tem članku. Perestri so peroksi analogi estrov in imajo splošno strukturo RC (O) OOR. OO vez peroksidov se zlahka zlomi, pri čemer nastanejo prosti radikali v obliki RO • (pike predstavljajo nesparjene elektrone). Zato se lahko organski peroksidi uporabljajo kot iniciatorji za nekatere vrste polimerizacije, kot je epoksi smola, ki se uporablja v plastiki, ojačani s steklom. V ta namen se običajno uporabljata MEKP in benzoil peroksid. Vendar pa iste lastnosti pomenijo tudi, da lahko organski peroksidi namerno ali nenamerno sprožijo eksplozivno polimerizacijo v materialih z nenasičeno kemično vezjo, postopek, ki se uporablja v eksplozivih. Organski peroksidi,
Dolžina vezi OO v peroksidih je približno 1,45 Å, kot ROO (R=H, C) pa približno 110 stopinj (kot voda). Običajno je C − O − O − R (R=H, C) diedrski kot približno 120 stopinj. Vez OO je razmeroma šibka, z energijo disociacije vezi 45-50 kcal/mol (190-210 kJ/mol), kar je manj kot polovica moči vezi CC, CH in CO.
Peroksidi igrajo pomembno vlogo v biologiji. Številni vidiki biorazgradnje ali staranja se pripisujejo nastanku in razpadu peroksidov, ki jih tvori kisik v zraku. Za boj proti tem učinkom se uporablja vrsta bioloških in umetnih antioksidantov. Obstaja na stotine poznanih peroksidov in hidroperoksidov, pridobljenih iz maščobnih kislin, steroidov in terpenov. Maščobne kisline tvorijo veliko 1,2-dioksenov. Biosinteza prostaglandinov poteka preko endoperoksidov (razred bicikličnih peroksidov). Pri kresnicah luciferaza katalizira oksidacijo luciferina, da nastane peroksi spojina 1,2-dioksetan. Dineneneba okheterociklobutan je nestabilen in bo spontano razpadel v ogljikov dioksid in vzbujene ketone, ki sproščajo odvečno energijo s luminiscenco (bioluminiscenco).