A CsO2, RbO2, KO2 alkálifém-szuperoxid fém és oxigén közvetlen reakciójával állítható elő, míg a NaO2 előállításához nátrium-peroxid és oxigén nyomás alatti reakciója szükséges, az egyszerű anyag közvetlen reakciójával kapott nátrium-szuperoxid pedig kb. 10 százalék. Narancssárga színű, stabil szilárd anyagok, amelyek gyorsan reagálnak és aránytalanok a vízzel. A reakcióban lévő O2 egy erős Bronsted-bázis, amely először a protonnal reagál, szuperoxidsavat képezve (HO2, pKa körülbelül 4,88).
Egyéb módszerek az alkálifém-szuperoxid előállítására:
① Folyékony ammóniaoldat, amelyben az oxigén alacsony hőmérsékleten oxidálja a fémeket. Ezzel a módszerrel lítium-szuperoxid állítható elő.
② Alkálifém-hidroperoxid hidrogén-peroxid vegyületének, például 2NaOOH · H2O2 lebontásával állítják elő, és a megfelelő káliumvegyületet NaO2-vé, illetve KO2-vá alakítják.
Alkáliföldfémekben a Ba (O2) 2 és Ca (O2) 2, a bárium és a kalcium szuperoxidjait is előállították. A Mg, Zn és Cd szuperoxidjai csak a megfelelő peroxidokban léteznek szilárd oldat formájában, nagyon kis koncentrációban.
A szilárd szuperoxid hevítés hatására lebomlik, szén-dioxiddal reagál, áthalad a peroxikarbonát intermedieren, végül oxigént és karbonátot nyer. A kálium-szuperoxid oxigénellátó szerként használható űrhajókban és tengeralattjárókban.
4KO2 plusz 2CO2==2K2CO3 plusz 3O2
