純過氧化氫是淡藍色的粘稠液體，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/，密度隨溫度升高而減小。它的締合程度比H?O大，所以它的介電常數和沸點比水高。純過氧化氫比較穩定，加熱到153°C便猛烈的分解為水和氧氣，值得注意的是，過氧化氫中不存在分子間氫鍵。