O peróxido de hidrogênio possui diversas aplicações em várias áreas, dentre as quais estão a agricultura, couro, celulose e papel, meio ambiente, desinfecção de alimentos, plastificantes, sabões e detergentes, têxtil e outras. Esta substância pode ser encontrada em baixas concentrações em vários produtos domésticos para uso medicinal e como clareador de roupas e dos cabelos.
Na indústria, o peróxido de hidrogênio é usado em concentrações mais elevadas para clarear tecidos, pasta de papel e como combustível para ajuste nas trajetórias e órbitas de satélites artificiais no espaço.
Na Medicina, a substância é utilizada como desinfetante ou agente esterilizante em autoclave de plasma. Em variadas concentrações, o peróxido de hidrogênio ainda é empregado nas seguintes situações:
É importante ressaltar que água oxigenada não é sinônimo de peróxido de hidrogênio. A água oxigenada é um pouco menos instável do que o peróxido de hidrogênio puro, e pode ser facilmente decomposta na presença de luz e calor. Por este motivo, ela deve ser embalada em frascos opacos e armazenada em locais arejados.