過氧化氫為藍色黏稠狀液體，溶于水、醇、**，不溶于苯、石油醚，水溶液為無色透明液體。

熔點-0.43 °C，沸點150.2 °C，純的過氧化氫其分子構型會改變，所以熔沸點也會發生變化。凝固點時固體密度為1.71g/cm3，密度隨溫度升高而減小。它的締合程度比H2O大，所以它的介電常數和沸點比水高。