Peroksidi on yhdiste, joka sisältää kahden happiatomin välisen yksinkertaisen sidoksen. Peroksidiyhdisteet voivat olla epäorgaanisia, jolloin ne koostuvat kationista ja O22−-anionista, tai orgaanisia peroksideja. Peroksideissa happi ilmenee poikkeuksellisesti hapetusluvulla -I, kun yleensä se on yhdisteissä hapetusluvulla -II.
Eräs tunnettu peroksidi on esimerkiksi vetyperoksidi (H2O2).
Kansanomaisesti peroksidi-sana on tunnettu hiustenvaalennuksessa ja -valkaisussa ja mm. käsitteessä peroksidiblondi.