应用臭氧基本上有四个方面：一是杀灭微生物——杀菌消毒；二是分解有机或无机污染物——除臭净化或污水治理；三是分解果蔬代谢产物，抑制后熟——保鲜；四是工业用氧化催化剂（此处不赘述）。
１）杀菌消毒：
臭氧杀菌过程为强氧化作用，与微生物细胞的多种成分发生反应，从而产生不可逆转的变化而死亡。一般认为，臭氧杀灭病毒是通过直接破坏核糖核酸（RNA）或脱氧核糖核酸（DNA）完成的。而杀灭细菌、霉菌类微生物则是臭氧直接作用于细胞膜，使膜结构受损伤，导致新陈代谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗透破坏膜内组织，直至杀死菌类。湿度增加提高灭活性，是由于高湿度下细胞膜膨胀变薄，其组织容易被臭氧破坏。
２）除臭净化（污水治理中去处BOD、COD等较复杂，此处不赘述）：
臭氧去除异味性能非常好，依靠其强氧化性快速分解臭味及其它气味的有机或无机物质。臭味主要成分是胺（R3N）、硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)等。臭氧与其反应式如下:
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