研究表明，臭氧是廣譜、高效、快速殺菌劑，它可迅速殺滅使人和動物致病的各種病菌、病毒及微生物。臭氧是一種氧化性非常強的物質(zhì)，其氧化還原電位僅次于F₂ 。利用它的氧化性，可以在較短時間內(nèi)破壞細菌、病毒和其他微生物的生物結(jié)構(gòu)，使之失去生存能力。利用氧化性來殺死微生物以達到滅菌效果的化合物還有很多，比如常見的氯氣、*等。但是，這些殺菌劑不但比臭氧殺菌速度慢，而且一般的殺菌劑對人體有害。臭氧與一般殺菌劑有不同，因為多余的臭氧可以很快分解成氧氣，而氧氣對人體有益無害。臭氧的殺菌效果與氧乙酸相當，強于甲醛、殺菌力比氯高一倍。與一般殺菌劑進行性、積累性的殺菌消毒功能不同的是臭氧的殺菌作用是急速的，當其濃度超過一定閾值后，消毒殺菌甚至可以瞬間完成。濕度的提高及溫度的降低可增強臭氧的消毒作用，當臭氧溶于水中后有更強、更快的殺菌消毒作用。利用臭氧殺菌消毒沒有二次污染，在處理過的水、空氣、食品、器具等中不殘存任何有害物質(zhì)，這也是其他殺菌劑*的優(yōu)點。

 

    臭氧能通過氧化反應(yīng)有效去除有毒氣體如CO、NO、SO₂、芥子氣等。溶于水中的臭氧可氧化、分解從而有效去除水中的有毒物質(zhì)如重金屬離子以及敵敵畏、氧化樂果、馬拉硫酸等農(nóng)藥。臭氧用于水消毒可以大大降低自來水中鹵代烴等有機致癌物質(zhì)。

 

    由于其對細菌、微生物強烈的殺滅作用，用臭氧水處理魚肉類及其他食品可以達到防腐、消除異味、保鮮的功效。在臭氧產(chǎn)生的同時還可以產(chǎn)生大量負離子氧，在空氣中有些負離子可有效抑制果蔬的呼吸作用，延緩其代謝過程。同時，臭氧可以殺滅引起果蔬腐爛的病原菌，分解果蔬貯藏過程中產(chǎn)生的具有催熟作用的代謝廢物如乙烯、醇類、醛類、芳香類等物質(zhì)。這樣，在臭氧與負離子的作用下抑制了果蔬的新陳代謝及微生物病原菌的滋生蔓延從而延緩其后熟衰老、防止其腐爛變質(zhì)，達到保鮮的效果。有研究表明，臭氧可使食品、飲料和果蔬的貯藏期延長3～10倍。

 

自然界引起臭味與*味的主要成分是氨、硫化氫、甲硫醇、二甲硫化物、二甲二硫化物等，臭氧可以與它們發(fā)生化學反應(yīng)將其氧化分解為無毒、無臭的物質(zhì)，從而達到除臭的效果。

 

    Roy 等以 PV₁作為模型病毒，研究了臭氧對腸道病毒的滅活機理。結(jié)果證明，臭氧可破壞病毒衣殼蛋白的四條多肽鏈，并使 RNA 受到損傷。 Mudd 報道，臭氧和對其敏感的氨基酸娥基（半*殘基、*殘基、蛋氨酸殘基）發(fā)生反應(yīng)可直接破壞蛋白質(zhì)。 Kim 等報告，臭氧作用過程中 , 可使噬菌體中 RNA 被釋放出來，電鏡觀察還可見噬菌體被斷裂成小的碎片。 Christensen 等報告 , 嘌吟和嘧啶經(jīng)臭氧作用后紫外吸收發(fā)生改變。有人還認為臭氧可與細菌細胞壁脂類雙鍵反應(yīng)，穿入菌體內(nèi)部，作用于脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，從而導(dǎo)致細胞溶解、死亡。

    氧去除異味性能*。依靠其強氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其它氣味的有機或無機物質(zhì)，臭味的主要成分是胺 R3N 、硫化氫 H2S ，甲硫醇 CH3SH 等。臭氧對其氧化分解，生成物沒有氣味。
    反應(yīng)式如下：
    R₃N + O₃ → R₃N-O + O₂
    H₂O + O₃ → S + H₂O + O₂
                    → SO₂ + H₂O
    CH₃SH + O₃ →[CH₃ -S-S-CH₃] →CH₃-SO₃H + O₂

    臭氧在蔬菜水果儲藏中的應(yīng)用除了具有殺滅或抑制霉菌生長防止腐爛作用之外，還具有防止老化保鮮作用，其機理是臭氧可以氧化分解果蔬生理代謝作用呼吸出的催熟劑——乙烯氣體 C2H4 。其反應(yīng)過程如下：
    H₂C-CH₂ + O₂ →CO₂+ H₂O
    乙烯中間產(chǎn)物 C₂H₂O 也具有對霉菌等微生物的抑制作用。

    臭氧在水中時刻發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)生氧化能力*的單原子氧（O）和羥基（OH） ，瞬間分解水中的有機物質(zhì)、細菌和微生物。羥基（OH） ，是強氧化劑、催化劑，使有機物發(fā)生連鎖反應(yīng)。反應(yīng)十分迅速，單原子氧（O）和羥基（OH） ，對各種致病微生物均有*的殺滅作用，羥的氧化還原位為 2.80V ，與氟的氧化能力相當。
    臭氧可以對水中的，有毒的硫化物，通過與臭氧反應(yīng)后，產(chǎn)生了無霉的 H₂SO₄、CO₂、 N₂ 等物質(zhì)，從而達到凈化水的目的。