臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌繁殖体和芽孢，病毒、真菌等，可破坏肉毒杆菌毒素和毒素及立克次氏体等，同时还具有很强的除霉、腥、臭等异味功能。臭氧在水中的杀菌速度比氯快。我们从臭氧的发展历史来看，臭氧应用按用途分为水质处理、化学氧化、食品加工保鲜和医疗四个领域，各个领域的应用研究与设备开发都已达到相当高的水平。
在自然界中，臭氧是广泛存在的，只是不同条件下浓度差别很大，不易被别人察觉而已。现在人们普遍了解的大气臭氧层，是阻挡太阳紫外线的天然屏障，它是由太阳光的一种特定波长光谱的光照射空气后产生的。雷雨过后人们会呼吸到一种特殊的清新味道，实际就是空气中的臭氧浓度提高，容易被人们察觉。而臭氧浓度之所以提高，是因为闪电（高压放电）电离空气中的氧气形成臭氧。
森林中，旅游地带，空气格外清新，是因植物在吸收CO2过程中制造了O,氧原子在形成过程中， 部分形成O2（我们呼吸的氧气），一部分形成O3（臭氧）。自然界中细菌无处不在，在适合的条件下繁殖迅速。人类在发现细菌后，甚至谈虎色变，生怕人类被细菌吃掉。自然界的一切都处在平衡状态，人们没有必要忧虑。现在我们可以断定，正是自然界中无处不在的臭氧和太阳光中的紫外线，在控制着细菌的生存平衡，保护着人类健康。
目前，国际上对于臭氧在医疗方面已有多种用途：如病房、手术室的空气消毒，利用臭氧水进行医疗器械治疗癌症，臭氧水治疗妇科病，注射臭氧气体治疗瘘痔、静脉曲张等。在保健方面，日本、台湾流行的高科技美容，事实上就是应用臭氧。
臭氧是无毒物质安全气体，谈到它的毒性主要是其强氧化能力，在浓度高于1.5ppm以上时，人员须离开现场，原因是臭氧刺激人的呼吸系统，严重造成伤害。事实上，安全使用臭氧完全可以保证人的健康不受危害。相反，在呼吸0.1ppm以下浓度臭氧时，对人体会有保健作用，有人把臭氧比作美酒，是有道理的。臭氧应用一百多年来，至今世界上无一例因臭氧中毒死亡事故发生。
臭氧几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果，且灭菌时间来说，迅速无比，是氯的300--600倍，紫外线的3000倍。臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，穿入菌体内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌溶解和死亡。
臭氧的灭菌速度和效果是无与伦比的，它的高氧化还原电位决定了它对氧化、脱色、除味方面的广泛应用，有人研究指出，臭氧溶解于水中，几何能够消杀水中一切对人体有害的物质，比如铁、锰、铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物等，还可分解有机物及灭藻等。
臭氧会自行分解为氧气，不产生残留汚染，消毒后不需通风换气。常规消毒均需通风换气或化学中和，麻烦而又降低消毒效果。臭氧可直接对食品使用杀菌或防霉保鲜，为干法消毒，简单易行。臭氧杀菌浓度对食品是极微弱的氧化浓度，对食品无害。而对于过氧乙酸、高锰酸钾、甲醛（福尔马林）、二氧化硫等化学消毒剂来说，其具有一定的残留性，杀菌效果不如臭氧彻底。