臭氧的氧化作用極強，常溫下即可使金屬及各種有機物氧化，因此，人們對臭氧在以下幾個方面進行了大量研究，并取得了極其滿意的結果。
殺菌消毒
研究表明，臭氧是光譜、高效、快速殺菌劑，它可以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。利用它的氧化性，可以在較短時間內破壞細菌、病毒和其他微生物的生物結構，使之失去生存能力。
臭氧與一般殺菌劑不同，因而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。利用臭氧殺菌消毒沒有二次污染，在處理過的水、空氣、食品、器皿等中不殘存任何有害物質，這也是其他殺菌劑無法比擬的優點。
臭氧幾乎對所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的滅活效果，且滅菌時間來說，迅速無比，是氯的300－600倍，紫外線的3000倍。
臭氧的滅菌速度和效果是無與倫比的，他的高氧化還原電位決定了它對氧化、脫色、除味方面的廣泛應用，臭氧溶解于水中，幾乎能夠消殺一切對人體有害的物質，比如鐵、錳、鉻、硫酸鹽、酚、苯、氧化物等，還可分解有機物及滅藻等
解毒
臭氧能通過氧化反應有效去除有害氣體，如芥子氣等，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如重金屬離子、有機毒物、氰化物以及敵敵畏、氧化樂果、馬拉硫酸等農藥。臭氧用于水消毒可以大大降低自來水中鹵代燼等有機致癌物。
防腐保鮮
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的防腐、消除異味、保鮮等功效。在臭氧產生同時還可以產生大量負離子氧，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。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，達到保鮮的效果。有研究表明，臭氧可以食用、飲料和果蔬的貯藏期延長3－10倍。
除臭、除異味
自然界引起臭味與腐敗味的主要成分是氨、硫化氫、甲硫醇、二甲硫化物、二甲二硫化物等，臭氧可以與他們發生化學反應將其氧化分解為無毒、無臭的物質，從而達到除臭的效果。
