臭氧在大氣環境中天然存在、能吸收紫外線輻射，是一種具有魚腥氣味的氣體，與氧氣是同素異形體，化學式是O3。臭氧幾乎對所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原蟲、卵囊都具有明顯的滅活效果。

臭氧是一種強氧化劑，其分子極不穩定，能分解產生氧化能力極強的單原子氧(O)和羥基(OH)，是獨有的融菌型制劑，可迅速融入細胞壁，破壞細菌、病毒等微生物的內部結構，短時間內破壞細菌、病毒、各種霉菌、真菌、原蟲孢體卵囊及微生物的生物結構，使之失去生存條件。

臭氧不僅滅菌速度快，滅菌率高，還可去色除臭，但很不穩定，容易被還原分解，持續性差(10 min~15 min即可衰減一半；40 min后濃度幾乎衰減為零)，因此，一般與其他消毒劑聯合使用，比如氯，以維持水中一定消毒劑水平。臭氧雖然自身會分解成氧氣，但消毒過程仍會產生副產物，如氮氧化物、溴酸鹽、甲醛等。

只有把臭氧溶解到水中，使水中含有一定濃度的臭氧，并維持一定的反應時間，才能達到殺菌消毒的目的。因此需要對水中臭氧余量進行監測。由于臭氧在水中穩定性很差，因此最好現場取樣立即測定。臭氧常用的檢測方法主要有：碘量法、靛藍法、DPD法，其中碘量法與靛藍法是《GB 5750-2006生活飲用水標準檢驗方法》推薦的臭氧檢測方法。