Organiskie peroksīdi ir organisks savienojums, kas satur peroksīda funkcionālo grupu (ROOR '). Ja R' ir ūdeņradis, šos savienojumus sauc par hidroperoksīdiem, kas ir apskatīti šajā rakstā. Peresteri ir esteru peroksi analogi, un tiem ir vispārēja struktūra RC (O) OOR. Peroksīdu OO saite ir viegli pārraujama, radot brīvos radikāļus RO • formā (punkti apzīmē nepāra elektronus). Tāpēc organiskos peroksīdus var izmantot kā iniciatoru dažiem polimerizācijas veidiem, piemēram, epoksīda sveķiem, ko izmanto stikla armētā plastmasā. Šim nolūkam parasti izmanto MEKP un benzoilperoksīdu. Tomēr tās pašas īpašības nozīmē arī to, ka organiskie peroksīdi var tīši vai netīši ierosināt sprādzienbīstamu polimerizāciju materiālos ar nepiesātinātu ķīmisko saiti — procesu, ko izmanto sprāgstvielās. Organiskie peroksīdi,
OO saites garums peroksīdos ir aptuveni 1,45 Å, un ROO leņķis (R=H, C) ir aptuveni 110 grādi (līdzīgs ūdenim). Parasti C − O − O − R (R=H, C) Divšķautņu leņķis ir aptuveni 120 grādi. OO saite ir salīdzinoši vāja, ar saites disociācijas enerģiju 45-50 kcal/mol (190-210 kJ/mol), kas ir mazāka par pusi no CC, CH un CO saišu stiprības.
Peroksīdiem ir svarīga loma bioloģijā. Daudzi bioloģiskās noārdīšanās vai novecošanas aspekti ir saistīti ar gaisa skābekļa radīto peroksīdu veidošanos un sabrukšanu. Lai cīnītos pret šiem efektiem, tiek izmantoti dažādi bioloģiskie un mākslīgie antioksidanti. Ir simtiem zināmu peroksīdu un hidroperoksīdu, kas iegūti no taukskābēm, steroīdiem un terpēniem. Taukskābes veido daudzus 1,2-dioksēnus. Prostaglandīnu biosintēze tiek veikta, izmantojot endoperoksīdus (biciklisko peroksīdu klase). Fireflies luciferāze katalizē luciferīna oksidāciju, veidojot peroksīda savienojumu 1, 2-di oxetan. Dinenēba okheterociklobutāns ir nestabils un spontāni sadalās oglekļa dioksīdā un ierosinātos ketonos, kas luminiscences (bioluminiscences) ceļā atbrīvo lieko enerģiju.