Los peroxisomas se denominas así porque contienen enzimas que utilizan el oxígeno molecular para eliminar átomos de hidrógeno de sustratos específicos, a través de una reacción oxidativa que produce H2O2.
La reacción global sería:
RH2 + O2 ==> R + H2O2

Siendo RH2 el substrato oxidable (aminoácidos, cetoácidos , ácido úrico, alantoína, acil-CoA, ácido glicólico, ácido glioxílico, enoil-CoA, etc.).
Las enzimas que catalizan está reacción son: la oxidasa de aminoácidos, oxidasa de hidroxiácidos y oxidasa de urato.

El H2O2 resultado de la reacción es un producto altamente tóxico que es eliminado por otra enzima del peroxisoma, la catalasa, bien directamente según la reacción:
2H2O2 ==> 2H2O + O2

o utilizando este H2O2 para oxidar diversas sustancias (alcoholes, fenoles, ácido fórmico, etc.), según la reacción:
2H2O2 + R'H2 ==> 2H2O + R'

Siendo R'H2 una de las diversas sustancias anteriormente mencionadas.
No siempre las cuatro enzimas (catalasa, oxidasa de aminoácidos, oxidasa de hidroxiácidos y oxidasa de urato) aparecen en todos los peroxisomas, pero al menos la catalasa y oxidasa de hidroxiácidos están siempre presentes.
Mediante su dotación enzimática, variable de unos tejidos a otros, los peroxisomas pueden intervenir en diversas vías metabólicas, que difieren según los organismos y tipo de tejido.