O peróxido de hidrogênio mata as bactérias oxidando suas paredes celulares, roubando elétrons delas e interrompendo suas estruturas químicas. O peróxido de hidrogênio é um composto com dois átomos de hidrogênio e dois de oxigênio. É muito semelhante à água, mas tem um átomo de oxigênio extra que é liberado prontamente para reagir com seu ambiente, muitas vezes de maneiras que são destrutivas para os organismos circundantes.
O oxigênio destrutivo no peróxido de hidrogênio é conhecido como radical livre. O grupo dos peróxidos, composto por dois íons de oxigênio, reage com as paredes das células bacterianas e outras estruturas celulares. Cada átomo de oxigênio tem um elétron desemparelhado, que é altamente instável e o torna extremamente reativo.
Embora o peróxido de hidrogênio seja um desinfetante comum devido às suas propriedades de matar bactérias, é perigoso para as células humanas e também para as bactérias. Ele danifica o tecido circundante se for deixado em uma ferida por muito tempo. Em concentrações mais altas, é corrosivo. O corpo tem algumas defesas contra essa atividade, no entanto, que produz a espuma frequentemente observada após a aplicação de peróxido de hidrogênio.
O corpo humano tem certas enzimas que ajudam a quebrar os peróxidos antes que eles causem muitos danos, porque esses radicais livres são formados naturalmente durante a respiração aeróbica. O foco nos antioxidantes dietéticos nos últimos anos surgiu dos radicais livres metabólicos que danificam as células humanas da mesma forma que o peróxido manufaturado.