Nadtlenki – związki chemiczne w których tlen występuje na formalnym -I stopniu utlenienia.
Charakterystyczną cechą nadtlenków jest wiązanie pomiędzy atomami tlenu (mostek tlenowy) −O−O−, które łatwo ulega rozerwaniu, przez co nadtlenki mają bardzo silne właściwości utleniające i generują wolne rodniki. Ogrzewanie nadtlenku prowadzi do wydzielania tlenu atomowego [O] lub rodników nadtlenkowych.
Wszystkie nadtlenki jonowe pod działaniem kwasu wydzielają nadtlenek wodoru: