臭氧在常溫常壓下是一種不穩定的淡藍色氣體，對各種病毒、細菌均有殺滅能力，對降解各種有機毒物，除色、除嗅、除味、改善水質效果。其作用機理是通過破壞細菌的脫氫酶干擾其呼吸功能，氧化各種酶和蛋白質，破壞細胞膜結構而達到消毒的效果。
優點：
氧化能力強，能去除或降低水中異味、臭、色和金屬離子問題，兼有助凝去降濁度的作用。殺菌*，作用迅速，消毒效果受水質影響小，廣譜高效，副作用較小。
（1）反應快、投量少，臭氧能迅速殺滅擴散在水中的細菌、芽孢、病毒且在很低的濃度時既有殺菌滅活作用；
（2）臭氧適應能力強，在PH5.6-9.8，水溫0-37℃的范圍內，對其的消毒性能影響很小；
（3）在水中不產生持久性殘余；
（4）能破壞水中有機物，改善水的物理性質和器官感覺，進行脫色和去嗅去味作用，使水呈蔚藍色，而又不改變水的自然性質。
不足：
（1）臭氧對藻類和紅線蟲等處理效果差。對受到有機物污染的進水中進行臭氧處理后，大的有機物分子會破裂成微生物新陳代謝的營養源，處理后使水中AOC（生物可同化有機碳）增加2－6倍，并使水中氧含量增加，利于自養型微生物繁殖，進而使水質惡化呈綠色。
（2）無持續作用，要投加藥劑協助。因臭氧在水中的溶解度低，半衰期很短，僅二十分鐘，所以在日常應用中為保證持續的殺菌作用，往往要投加氯系藥劑協助進行。
（3）臭氧消毒法設備費用高，耗電大，使用臭氧機往往還要配備制氧機、干燥機、尾氣處理器等。這些是限制臭氧消毒廣泛推廣使用的主要原因。
（4）臭氧有毒性。作為強氧化劑，它是一種很好的消毒劑，恰恰因為這種特性，臭氧幾乎能與任何生物組織反應，所以我們在使用臭氧發生器的時候一定要注意其量。但技術對臭氧監測較困難，當臭氧超標時，會與呼吸道中的細胞、流體和組織很快反應，導致肺功能減弱和組織損傷。*處于臭氧環境，會造成人的神經中毒，頭暈頭痛、記憶力衰退；氧化人體皮膚中的維生素E，致使人的皮膚起皺、 出現黑斑等。