臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。臭氧灭菌有以下3种形式：
1.臭氧能氧化分解细菌内部降解葡萄糖所需的酶，致使tca循环无法进行，从而导致细胞生命活动所需的atp无法供应，使细菌灭活死亡。
2.直接与细菌、病毒作用，破坏它们的细胞器和dna、rna，使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡。
3.透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。
国内的臭氧技术逐渐的成熟，臭氧也慢慢被人们所熟知，由于它的消毒能力极强从而代替了常规消毒被应用到各个领域：
室内消毒领域臭氧具有杀灭空气中含有的细菌和病毒，有降尘的功能，使空气清新自然，起到消除疲劳，提神醒脑的效果。
果蔬保鲜消毒领域水果、蔬菜的运输、贮藏一直是急需解决的问题，处理不当将带来极大损失。据悉，我国每年有30-40%的蔬菜因储运不当和局部积压而成为垃圾。臭氧与负离子共同作用有极好的果蔬保鲜功能，因此利用臭氧技术可以大大延长果蔬的保鲜、贮存时间，扩大其外运范围。另外，臭氧技术还可以用于净菜处理中的杀菌消毒。日本川岛播磨重工业公司开发了利用臭氧水自动对蔬菜进行杀菌的系统。据其研究，低浓度臭氧水杀菌效率高，没有二次污染。通过实验对比臭氧水和次氯酸钠对很容易在蔬菜中繁殖的枯草菌的杀菌效果发现，用浓度为50ppm的次氯酸钠杀菌2分钟后细菌还没有被杀死，而用浓度为5ppm的臭氧水杀菌20秒后99.9%的细菌被杀死。臭氧水将成为最佳的蔬菜杀菌剂。同时，臭氧水能有效氧化蔬菜水果表面农药，降低农药残留量，保护身体健康。
环境资源保护领域产生水危机的主要原因是浪费、污染、用水分配不均和灌溉，其中约有5.5亿立方米/年的水体被污染。作为高效杀菌、解毒剂的臭氧自然吸引了众多的科学家研究将其应用于水资源污染处理及节约工业用水领域的技术。美国地下水技术公司在试验用臭氧化技术处理土壤及地下水污染取得成功。该公司的试验表明，臭氧化技术可以在几个月内消除35 ～ 98%的有毒物质，而这些有毒物质用挥发、生物降解等传统方法来处理则需几年时间。有研究表明，用臭氧配合紫外线照射可以将工业废水中有毒碳氢化合物氧化分解，同时去除重金属离子。这种方法在染料业废水处理中已取得95%的净化率，比传统方法提高25%。处理后的工业污水可以循环使用，避免了水土污染，节约了工业用水。在发达国家，臭氧技术在处理饮用水、海水淡化等方面也已获得应用。