Molekula peroxidu vodíku, ačkoliv je poměrně jednoduchá, je poměrně zajímavá již z hlediska jejího konfirmačního chování. Ačkoliv by se dalo předpokládat, že antiperiplanární konfirmace bude v důsledku minimalizace možných repulsí mezi atomy vodáku, nejstabilnější, pohybuje se hodnota torsního úhlu mezi 90 – 100 ° (plynná fáze: 111,5 °, kapalná fáze: 90.2 °). Je však třeba vzít v potaz, že při torzním úhlu 90 ° bude dosaženo optimálního překryvu mezi obsazenými p-orbitaly kyslíku a LUMO orbitaly vicinálních O-H vazeb. V důsledku těchto dvou vlivů, zaujímá molekula peroxidu vodíku jak v plynném, tak kapalném stavu antiklinální uspořádání. Jedná se tedy o jakýsi kompromis mezi antiklinálním uspořádáním, které by minimalizovalo repulsy mezi atomy vodíku a synklinálním uspořádáním, které dovolovalo asociaci O-H vazeb s nevazebnými elektronovými páry atomů kyslíku. Ačkoliv vazba O-O je jednoduchá, má molekula peroxidu vodíku poněkud větší rotační bariéru podél této vazby, a to 29.45 kJ/mol, což je výrazně více než odpovídá rotační bariéře v molekule ethanu, 12,5 kJ/mol. Tento rozdíl také souvisí s repulsními silami mezi nevazebnými páry atomů kyslíku. Vzhledem k tomu, že vazebné úhly jsou ovlivněny vznikem vodíkových vazeb, je možné je považovat za zodpovědné za rozdíly mezi plynnou a kapalnou fází.