臭氧在各种化学药剂灭菌消毒中名列榜首,成就了它的四大功用：灭菌、氧化、增氧、除味:
臭氧能于短时间内将空气中的浮游细菌消灭，并能中和、分解毒气，去除恶臭。因此臭氧可用于净化空气、饮用水，杀菌，处理工业废物和作为漂白剂，在一些游泳池以臭氧取代氯做为消毒用途。
臭氧是强氧化剂，氧化能力比氯强152％。
臭氧还是广谱强杀菌剂，杀菌速度比氯快600～3000倍。
臭氧水的消毒效果远大于臭氧气体，且有浓度稳定、对消毒环境中的生物无呼吸系统损害，适应于农业种植、水产养殖、海产品养殖、畜牧养殖等领域。臭氧水在水中的半衰期是90分钟，即还原为氧气，不留下残存物，无二次污染和副作用。臭氧水的密度约为纯水的1.5倍，进入养殖池内迅速下沉到池底板，对沉积在池底的食料、排泄物、泥沙进行有效消毒。分解后的氧气被有效的封闭在水底，保持较长时间不溢出。养殖海参、鲍鱼、鱼虾、螃蟹吸入一定浓度的臭氧水后可对其肠道系统进行消毒，减少肠道疾病发生，臭氧水可对养殖鱼类进行身体表面消毒，有效灭杀寄生虫、各种病菌，例如对海参恶性化皮病的防治效果可达到98%以上。
臭氧是一种强氧化剂，用于污水处理可有效地消毒 、除色 、除臭 、改善水味 、去除有机物和降低cod等 。 因此 ，近年来臭氧及其与其他手段联合用于处理各种污水的技术获得了迅速的发展 。笔者着重讨论了近年来臭氧联合氧化技术用于污水处理方面的新进展。
臭氧到处渗透，没有死角。紫外线只有照射到物体表面且达到一定的照射强度标准才有杀菌效果。食品车间一般比较高大，致使紫外线照射强度远远不够，特别是距离远，照射产生很大死角，如加工案板下部等。臭氧为气体，渗透性强，扩散性好，浓度均匀，没有死角。
臭氧最适宜的方式是将臭氧溶解于水中，形成所谓“臭氧水”。欧美一些发达国家将“臭氧水”称为“万能水”。臭氧在水中对细菌、病毒等微生物杀灭率高、速度快，对有机化合物等污染物质去除彻底而又不产生二次污染，但水质的好坏却能直接影响臭氧杀菌的效果。
由于臭氧具有极强的氧化性，因而一旦与水混合，臭氧首先与水中易被氧化的一些还原性无机物质发生氧化反应，其次与一些有机物反应，使有机物发生不同程度的降解，变成简单的有机物，再进一步彻底氧化成二氧化碳，使水的化学耗氧量（cod）值减少。