雙氧水的專業名詞叫過氧化氫(H2O2)，過氧化氫是天然存在的一種化學物質，存在於空氣和水中，光照、閃電和微生物均可產生過氧化氫。過氧化氫溶於水，就成了人們常說的雙氧水。其實，早在十八世紀，人類就發現並開始使用雙氧水，在食品工業中，過氧化氫主要用於軟包裝紙的消毒、罐頭廠的消毒、奶和奶製品殺菌、麵包發酵、食品纖維的脫色等，同時也用作生產加工助劑。此外，在飲用水處理、紡織品漂白、造紙工業、醫學工業以及家用洗滌劑製造等領域，雙氧水也都發揮著重要的作用。
過氧化氫的使用依賴於過氧化氫的氧化性，不同濃度的過氧化氫具有不同的用途。一般藥用級雙氧水的濃度為3%，美容用品中雙氧水的濃度為6%，試劑級雙氧水的濃度為30%，食用級雙氧水的濃度為35%，濃度在90%以上的雙氧水可用於火箭燃料的氧化劑，若90%以上濃度的雙氧水遇熱或受到震動就會發生爆炸。雙氧水還特別易分解，高純度雙氧水的基本形態是穩定的，當與其它物質接觸時會很快分解為氧氣和水。
雙氧水利用過氧化氫的強氧化性破壞組成細菌的蛋白質，使之死亡（與高錳酸鉀溶液殺菌原理相似）。
過氧化氫（即是雙氧水）是有毒化學物質，不但具有很強的氧化性，還極具腐蝕性，如果用過氧化氫濃液直接塗到皮膚上就會造成皮膚的燒傷，所以不當使用會對人體產生極大的危害性。
醫用雙氧水是一種氧化劑在藥店可以買到。如果購買的是3%的溶液，即瓶裡含有97%的水和3%的過氧化氫。大多數人把它用作防腐劑。事實證明，這並不是一種很好的防腐劑，但是用它來清洗割傷和擦傷倒是一種不錯的選擇，而且產生的泡沫看起來很酷。
過氧化氫之所以會起泡沫，是因為血液和細胞中都含有一種叫做過氧化氫酶的酶類。由於割傷或擦傷既有血液流出，又會有受損細胞，因此傷口周圍會聚積大量的過氧化氫酶。
當過氧化氫酶與過氧化氫相接觸時，它會把過氧化氫（H2O2）轉化為水（H2O）和氧氣（O2）。
2H2O2 --> 2H2O + O2
過氧化氫酶發生上述反應的效率極高——每秒鐘發生200,000次反應。人們在泡沫中看到的氣泡是過氧化氫酶產生的純氧氣泡。試著在切開的馬鈴薯上加一點過氧化氫，也可以觀察到同樣的現象，原因相同——受損的馬鈴薯細胞內的過氧化氫酶會與過氧化氫發生反應。
過氧化氫不會在瓶裡或人們的皮膚上產生氣泡，因為沒有過氧化氫酶來促進反應的發生。過氧化氫在室溫下很穩定。