1818年，法国科学家泰尔纳（Thenard, Louis Jacques，1777-1857），通过将氧气与赤热的氧化钡（BaO）接触制得过氧化钡（BaO2）。
2BaO + O2 → 2BaO2
过氧化钡经过酸化、沉淀除杂处理后获得一种“富氧”产物，即过氧化氢的水溶液，最后通过减压蒸馏获得了几乎无水的纯过氧化氢。
法国科学家泰尔纳
Thenard在制得过氧化氢后，发现它与二氧化锰（MnO2）接触或遇热均会分解产生氧气，他根据氧气的体积判断，H2O2必定含有两倍于水所含之氧[1] 。
常温常压下，过氧化氢为无色、有轻微刺激性气味且透明的液体，纯过氧化氢则为淡蓝色粘稠液体。
注：过氧化氢在0 ℃下的密度为1.465 g/cm3，凝固点下的密度为1.71 g/cm3，密度随温度升高而降低；04~13号的物性数据源于Aspen Plus V14。
根据相似相溶原理，过氧化氢除了能溶解于极性物质，如醇和醚，但难溶于非极性物质，如苯和石油醚，还能以任意比例与水互溶形成过氧化氢溶液，俗称双氧水，常见的市售浓度为质量分数为30%和3%两种。
此外，纯的过氧化氢分子的熔沸点会随其构型的改变而改变，其缔合程度比水大，因此具有更高的介电常数和沸点。
过氧化氢分子存在一个过氧键（-O-O-），末端分别连接一个氢原子，氢原子和氧原子异面，两平面夹角为115°，过氧键（红）与氢氧键（绿）的夹角为94.8°，键长分别为147.5 nm和95 nm[2] 。