臭氧的氧化能力大大優于一般氧化劑，是迄今為止所發現的最強的氧化劑，在低于室溫的情況下，仍然能保持其強大的氧化反應能力。它可以氧化難以破壞的有機物，可以氧化難以殺滅的病菌和難以滅活的病毒，其生成物中不存在致癌和可以致癌的有機鹵化物；臭氧的氧化速度很快，反應完全；剩余的臭氧能迅速還原為氧，而且只能還原為氧。臭氧主要依靠其強大的氧化作用來殺菌。它能氧化分解細菌的葡萄糖氧化酶，脫氫氧化酶，還可以直接與細菌發生作用，破壞細菌物質代謝的氧化還原過程，造成細菌死亡。因此，臭氧是一種廣譜殺菌劑，可殺滅細菌繁殖體與芽胞、病毒、真菌、原蟲包囊等，并可破壞肉毒桿菌毒素。

　　利用臭氧對飲用水進行殺菌消毒的效果最為理想；滅殺致病菌的效果最好；病毒其次；包囊和芽胞菌其后。而且臭氧在水中殺菌速度較目前普遍使用的氯化物類殺菌速度要快600～3000倍。氯的殺菌作用是進行性的；而臭氧是急速的，當臭氧的濃度一旦達到所需要的閾值后，殺滅作用瞬間發生。例如：

　　1.1對大腸桿菌：用0.1mg/L活性氯需要處理4分鐘；而同樣劑量的臭氧只需5秒鐘。

　　1.2對脊髓灰質炎病毒：用0.5～1.0mg/L（余氯量）需要處理1.5～3.0小時；而用臭氧只需0.045～0.45mg/L（剩余臭氧量）作用2分鐘。也有報道0.1～0.2mg/L的臭氧一秒鐘就可滅殺水中99％的脊髓灰質炎病毒。

　　1.3用0.5～1.0mg/L濃度的臭氧作用1～3分鐘可滅殺水中99％的阿米巴囊蟲。

　　1.4用59～728mg/L濃度的臭氧作用30～90分鐘，可滅殺水中的全部枯草桿菌芽胞。

　　1.5用50mg／L濃度的臭氧作用10分鐘，可滅殺各類微生物率達99.99～100％。

　　利用臭氧對密閉的空間內的空氣和內容物進行消毒，其效果也很好。由于是通過氣體的對流和接觸進行消毒工作的，所以消毒完全，無死角，且無殘留余毒。應注意的是這種方法只能對物體的表面進行殺菌；對于物體的內部無能為力。在用臭氧熏蒸消毒時，相對濕度高則殺菌效果好；否則效果差，對于干燥菌體幾乎無滅殺作用。

　　和紫外線消毒法相比，臭氧消毒法要好的多。由于紫外線消毒法是以輻射殺菌為消毒的主要手段，隨著紫外線傳播距離的增加其照射強度會逐漸減弱；另外紫外線燈所產生的臭氧很少；因此紫外線照射不到的地方其殺菌效果不理想，一般都達不到殺菌的要求。

　　臭氧對空氣的殺菌效果：

　　1）對鏈球菌：1.0PPm濃度作用5分鐘。

　　2）對葡萄球菌：1.0PPm濃度作用30分鐘。

　　3）對病毒：10PPm濃度作用5分鐘。

　　4）對污染表面熏蒸消毒：200～4000 PPm濃度作用20分鐘以上。