Se trata de un sólido blanco en estado puro aunque tiene una ligera tonalidad grisácea cuando contiene impurezas, es uno de los peróxidos inorgánicos más comunes y fue el primer peróxido descubierto.

Como todos los peróxidos, es un agente oxidante que actúa como comburente, facilitando la combustión a la vez que confiere un color verde vivo al fuego, algo habitual en los compuestos de bario, por lo que se utiliza en formulaciones de productos utilizados en los fuegos artificiales.

Históricamente, también se utilizó como precursor del peróxido de hidrógeno.

El sólido es isomórficamente similar al carburo de calcio (CaC2).

El peróxido de bario se obtiene mediante reacción reversible del oxígeno (O2) con óxido de bario (BaO).

La temperatura de reacción es determinante, ya que a temperatura próxima a 500 °C se forma el el peróxido, pero al aumentar la temperatura hasta unos 820 °C comienza la reacción de descomposición, liberándose el oxígeno.

Esta reacción constituyó la base del, ya obsoleto, proceso de Brin para producir oxígeno a escala industrial.