Processen du hänvisar till kallas nedbrytningsreaktion. Under denna reaktion bryts en enda förening ner till två eller flera enklare föreningar. När det gäller väteperoxid kan nedbrytningsreaktionen representeras som:

2H2O2 (väteperoxid) → 2H2O (vatten) + O2 (syregas)

I denna reaktion bryts väteperoxid ner till vatten och syrgas. Syreatomerna från väteperoxid kombineras med väteatomer för att bilda vattenmolekyler, medan de återstående syreatomerna bildar syrgas. Denna reaktion katalyseras ofta av enzymer eller vissa metalljoner, såsom mangan eller järn, som påskyndar processen utan att förbrukas i reaktionen.