过氧化镁（化学式：MgO₂）是镁的过氧化物，室温下为白色至灰白色粉末。无水MgO₂只能在液氨溶液中获得，而在水中的反应将导致生成各种水合物。商品过氧化镁通常是MgO₂和Mg(OH)₂的混合物，作为医疗用途时，常使用名称"Oxy-C"。

MgO₂晶体具有黄铁矿结构，这与同族过氧化物CaO₂，SrO₂，BaO₂类似CaC₂的结构不同。此结构中，Mg处于O₂基团的侧面，Mg与O₂之间的键能为90kJ/mol。

MgO₂可由氧化镁和过氧化氢混合制得，这是一个放热反应，需要及时冷却，控制反应温度在30-40摄氏度，同时，应当避免引入能催化过氧化氢分解的金属离子杂质。加入硅酸钠这类稳定剂也能抑制过氧化氢分解。即便如此，这类反应的最高产率也只有35%。

MgO₂能稳定地释放氧，适用于农业或环境相关的行业，如减少地下水污染物的含量，不过由于这本身也引入了化学物质，只用于恢复已经遭受污染的地下水。在油气井比如页页气开发的化学品处理过理过程中，被清理和抽提粘稠状近似于滤饼的破胶剂使用。MgO₂还用于恢复被污染的土壤并改善植物的生长和代谢。MgO₂添加到堆肥中能促进微生物的活动，同时减弱堆肥因此产生的气味。在某些情况下，MgO₂也可抑制如硫酸盐还原细菌的生长，这可能因为缓慢分解的过氧根离子代替了硫酸根离子在反应的电子传递链中得电子。

与其它过氧化物一样，MgO₂具有刺激性，可引起红肿，瘙痒，肿胀，接触可灼伤皮肤和眼睛；不慎吸入导致鼻子，咽喉与肺部的刺激而引起咳嗽。长期接触会导致肺损伤，气短，胸部收紧。长期的MgO₂摄入可产生多种不良症状，包括包括口腔和咽喉的刺激，嗳气，恶心，呕吐，上腹部疼痛，腹胀和腹泻。 MgO₂不是天然存在的化合物，也不会长时间残留于环境中，它会自然分解成Mg(OH)₂与O₂。但是作为氧化剂，MgO₂应当与纸，布，木材这类易燃物隔离。