過氧化氫酶（CAT），是催化過氧化氫分解成氧和水的酶，存在于細胞的過氧化物體內。過氧化氫酶是過氧化物酶體的標志酶, 約占過氧化物酶體酶總量的40%。過氧化氫酶存在于所有已知的動物的各個組織中，特別在肝臟中以高濃度存在。過氧化氫酶在食品工業中被用于除去用于制造奶酪的牛奶中的過氧化氫。過氧化氫酶也被用于食品包裝，防止食物被氧化。
進行中的過氧化氫酶檢測，可以觀察到氣泡。
過氧化氫酶檢測是微生物學家鑒定細菌種類的主要的三種檢測手段之一，即用過氧化氫來檢測過氧化氫酶是否存在。假如細菌中含有過氧化氫酶，則在過氧化氫溶液中加入少量細菌提取物就能觀察到氧氣氣泡生成。
有氣泡生成，則該菌被認為是呈“過氧化氫酶陽性"。如staphylococcus和micrococcus。沒有，則該菌被認為是呈“過氧化氫酶陰性"。如streptococcus和enterococcus。 雖然過氧化氫酶檢測無法鑒定特定生物體，但與其他檢測方法結合，它可以有效地幫助診斷。
此外細菌中是否存在過氧化氫酶，還取決于細胞生長條件和所使用的培養基。
過氧化氫是一種代謝過程中產生的廢物，它能夠對機體造成損害。為了避免這種損害，過氧化氫必須被快速地轉化為其他無害或毒性較小的物質。而過氧化氫酶就是常常被細胞用來催化過氧化氫分解的工具。
但過氧化氫酶真正的生物學重要性并不是如此簡單：研究者發現基因工程改造后的過氧化氫酶缺失的小鼠依然為正常表現型，這就表明過氧化氫酶只是在一些特定條件下才對動
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一些人群體內的過氧化氫酶水平非常低，但也不顯示出明顯的病理反應。這很有可能是因為正常哺乳動物細胞內主要的過氧化氫清除劑是過氧化物還原酶（peroxiredoxin），而不是過氧化氫酶。
過氧化氫酶通常定位于一種被稱為過氧化物酶體的細胞器中。植物細胞中的過氧化物酶體參與了光呼吸（利用氧氣并生成二氧化碳）和共生性氮固定（將氮氣(N2）解離為活性氮原子）。
但細胞被病原體感染時，過氧化氫可以被用作一種有效的抗微生物試劑。部分病原體，如結核桿菌、嗜肺軍團菌和空腸彎曲菌，能夠生產過氧化氫酶以降解過氧化氫，使得它們能在宿主體內存活。
