臭氧的應用主要是滅菌消毒。這主要是因為臭氧有的氧化能力，臭氧在一定濃度下能與細菌、病毒、病原體等微生物產生生化反應。臭氧具有很高的能量，在常溫、常壓下很快自行分解為氧（O2）和單個氧原子（O），單個氧原子具有很強的活性，對細菌、病毒、病原體等微生物具有較強的氧化作用。

臭氧殺菌機理以氧化作用破壞微生物膜的結構實現殺菌作用。臭氧作用于細胞膜，使膜構成成份受損傷而導致新陳代謝障礙，臭氧繼續滲透穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒則認為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質而完成的。

臭氧能氧化分解細菌、病毒內部氧化葡萄糖所的葡萄糖氧化酶，并直接與細菌、病毒發生作用，氧化并穿透其細胞壁，破壞其細胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，使細菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細菌病毒的生命。同時還可以滲透細胞膜組織、侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖，使細胞發生通透性畸變，導致細胞溶解性死亡，并將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術對微生物作用的原理可分為型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達到“、地消滅物體內部所有微生物的目的”，不僅這樣而且它的作用是瞬間完成的。

從世界的臭氧技術產業來看，以水處理的殺菌凈化為主要市場，而水凈化臭氧裝置包括臭氧源與氣水混合裝置兩部分。臭氧發生器應提供足夠濃度與產量的臭氧，混合裝置以率使臭氧溶解在水中，即達到一定的臭氧溶解度。因此，一臺好的臭氧發生器要有優良的氣水混合裝置，使臭氧能地和水混合，使水中的臭氧溶解度能滿足完全殺菌。

臭氧在大氣中的含量很少，卻是橡膠龜裂的主要因素，進口臭氧老化試驗箱用于測試橡膠在臭氧環境下的損壞程度。臭氧老化箱模擬和強化大氣中的臭氧條件，研究臭氧對橡膠的作用規律，快速鑒定和評價橡膠抗臭氧老化性能與抗臭氧劑防護效能的方法，進而采取有效的防老化措施，以提高橡膠制品的使用壽命。

臭氧的應用主要以發生量來確定，分為氣態下消毒和液態下消毒兩大類。臭氧發生量和使用量一般按照發生量的額定發生量乘以時間來確定，但在不同的用途和不同的場所應計出衰減量而后確定。臭氧發生器在使用中，氣源的配置直接影響臭氧的發生濃度、產量和純度，氣源一般分為普通氣源、干燥空氣源、富氧氣源和工業氧氣氣源四種，以上氣源的配置 ，在發生裝置相同的情況，濃度和產量依次遞增。按照應用常識，一般不應配置普通氣源，因為這會影響發生裝置的連接使用壽命并導致發生量不穩定。