臭氧对细菌的灭活反应总是进行的很迅速。与其它杀菌剂不同的是：臭氧能与细菌细胞壁脂类双键反应， 穿入菌体内部，作用于蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌死亡。臭氧还作用于细胞内的核物质，如核酸中的嘌呤和嘧啶破坏DNA.
臭氧对病毒的作用首先是病毒的衣体壳蛋白的四条多肽链，并使RNA受到损伤，特别是形成它的蛋白质。噬菌体被臭氧氧化后，电镜观察可见其表皮被破碎成许多碎片，从中释放出许多核糖核酸，干扰其吸附到寄存体上。
消毒杀菌效率高：对细菌的杀灭率优于紫外线灯，是紫外线灯的1.5-5倍。广谱性：对多种病毒、细菌、微生物都具有极强的杀灭能力，还可防霉、除霉、保鲜、去异味、并可降低有害物质。
无二次污染：臭氧消毒后无需任何外界因素的介入，自然还原为氧气，无任何有毒有害残留物质的残留。消毒无死角：不同于紫外线的光线照射，它可通过气体的弥散，到达各个角落，甚至地毯类的一定深度。对不规则物品的表面和内腔，也可达到满意的消毒杀菌效果。
节能、降耗、杀菌：一台臭氧消毒杀菌器约等于5-8支紫外线灯管的功耗，耗电量紫外线灯管的四分之一，有效使用寿命是紫外线的灯管的8-10倍。
