Peroxit hữu cơ có thể được sử dụng để tổng hợp hóa học vì dễ phân hủy. Khi làm như vậy, chúng tạo ra các gốc tự do hữu ích có thể bắt đầu trùng hợp để tạo ra polyme, sửa đổi polyme thông qua ghép hoặc nứt giảm độ nhớt hoặc polyme liên kết ngang để tạo ra vật liệu nhiệt rắn. Khi được sử dụng cho những mục đích này, peroxit được pha loãng rất nhiều, vì vậy nhiệt sinh ra do quá trình phân hủy tỏa nhiệt được môi trường xung quanh (chẳng hạn như hợp chất polyme hoặc kem dưỡng da) hấp thụ một cách an toàn. Tuy nhiên, khi peroxit ở dạng tinh khiết hơn, nhiệt sinh ra từ quá trình phân hủy của chúng có thể không tiêu tan nhanh như vậy, dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ và tiếp tục đẩy nhanh tốc độ phân hủy tỏa nhiệt. Điều này có thể tạo ra một tình huống nguy hiểm gọi là tự phân hủy tăng tốc. Quá trình phân hủy tự tăng tốc xảy ra khi tốc độ phân hủy của peroxit đủ để sinh nhiệt nhanh hơn tốc độ chúng tiêu tán vào môi trường. Nhiệt độ là yếu tố chính ảnh hưởng đến tốc độ phân hủy. Nhiệt độ thấp nhất tại đó peroxit hữu cơ đóng gói trải qua quá trình phân hủy tự tăng tốc trong vòng một tuần được định nghĩa là nhiệt độ phân hủy tự tăng tốc (SADT).
Mỗi nhóm peroxide được coi là chứa một nguyên tử oxy hoạt động. Khái niệm hàm lượng các loại oxy phản ứng giúp so sánh nồng độ tương đối của các nhóm peroxide trong công thức, có liên quan đến hàm lượng năng lượng. Nói chung, hàm lượng năng lượng tăng cùng với sự gia tăng hàm lượng oxy hoạt động, do đó, trọng lượng phân tử của các nhóm hữu cơ càng cao thì hàm lượng năng lượng càng thấp và thường thì tác hại càng thấp. Thuật ngữ các loại oxy phản ứng được sử dụng để chỉ lượng peroxit có trong bất kỳ chế phẩm peroxit hữu cơ nào. Một nguyên tử oxy trong mỗi nhóm peroxide được coi là hoạt động. Lượng lý thuyết của các loại oxy phản ứng có thể được mô tả bằng phương trình sau: A [O] giá trị lý thuyết ( phần trăm )=16p/m × 100, trong đó p là số nhóm peroxide trong phân tử và m là khối lượng phân tử của peroxide nguyên chất. Peroxit hữu cơ thường được bán ở dạng công thức có chứa một hoặc nhiều chất khử nhạy cảm. Nói cách khác, vì lợi ích an toàn hoặc hiệu suất, đặc tính của các chế phẩm peroxit hữu cơ thường được thay đổi bằng cách sử dụng các chất phụ gia để khử nhạy cảm (khử mẫn cảm), ổn định hoặc tăng cường các peroxit hữu cơ cho mục đích thương mại. Các công thức thương mại đôi khi bao gồm các hỗn hợp peroxit hữu cơ có thể hoặc không thể khử nhạy cảm.