臭氧几乎对所有病菌、病毒、霉菌、真菌及原虫、卵囊都具有明显的灭活效果，且灭菌时间来说，迅速无比，是氯的300-600倍，紫外线的3000倍。臭氧的灭菌机理，Roy等研究报告，臭氧可破坏病毒衣壳蛋白的四条多肽链并使RNA受到损伤；Kim等报告，臭氧作用过程中，可使噬菌体中RNA被释放，电镜观察可见噬菌体被断裂成小的碎片。还有人认为，臭氧可与细菌细胞壁脂类双键反应，穿入菌体内部，作用于脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，从而导致细菌溶解和死亡。臭氧的灭菌速度和效果是无与伦比的，它的高氧化还原电位决定了它对氧化、脱色、除味方面的广泛应用，有人研究指出， 臭氧溶解于水中，几乎能够消杀水中一切对人体有害的物质，比如铁、锰、铬、硫酸盐、酚、苯、氧化物等，还可分解有机物及灭藻等 

臭氧对原虫 

Finch等比较22℃时臭氧对兰氏贾弟鞭毛虫和鼠型贾弟鞭毛虫色曩的灭活效果，当Ct值0。86mg。min/L时，可使鼠型贾弟鞭毛虫减少4个对数值，Ct值为2。5mg。min/L时，使兰氏贾弟鞭毛虫减少4个对数值。Korich等比较了臭氧、二氧化氯、 氯对净化水中的微小隐孢子虫卵囊的灭活作用试验证明，1ppm的臭氧作用5分钟可以灭活90%的卵囊1。3ppm的二氧化氯则需作用1小时，80ppm的氯则需作用1。5小时才能达到同样效果。 

臭氧对真菌 

汪华明等报道，臭氧浓度为9。6mg/L时，作用100分钟对杂色曲霉与桃色拟毒霉的杀灭率达100%，对蜡叶枝孢霉23mg/L30分钟、青黑霉在12。5mg/L作用35分钟、 桔青霉在15。4mg/L作用30分钟，尖镰孢霉在15。5mg/L时作用20分钟，均可达100%灭活率。对于烟曲霉、细交链孢霉、爪哇毛霉等，在臭氧浓度为3。85-10。7mg/L时作用10-20分钟灭活率达96。4%。伍学洲等发现，臭氧在30分钟内对青霉菌的杀灭率为93。8%，对毛霉菌的杀灭率为100%；白希尧等报告，浓度为15mg/L的臭氧水溶液作用1分钟，可100%地杀灭试验中的黑曲霉和酵母。

臭氧对病毒 

李绍忱等试验发现，经10。3mg/m3浓度臭氧作用30分钟后，乙型肝炎表面抗原（HbsAg）的滴度从1:256降至1:64。史江等报告，臭氧浓度13。6mg/m3时使用30分钟，使HbsAg破坏99。99%，使用甲型肝炎病毒抗原（HAAg）破坏100%； 国外Wolo等实验证明0。5ppm的臭氧可灭活空气中的甲型流感病毒99%；Herbold等报告，在20℃水中，臭氧浓度为0。13mg/L时，可以100%的灭活脊髓灰质炎病毒I型（PVI）。臭氧灭活病毒速度极快，当臭氧浓度分别为0。09mg/L-0。8mg/L时，在反应最初5秒钟内，噬菌体T2即可被灭活5-7个对数值。Finch发现水中含臭氧浓度40μg/L时，作用20秒钟，可使大肠杆菌噬菌体ms2灭活4个对数值。Vaughn等在4℃条件下，对比了臭氧对猿轮状病毒SA-H和人轮状病毒2型的灭活效果，发现两种病毒均能被0。25mg/L的臭氧迅速灭活。Crpend等检测了经臭氧处理后的血清中爱滋病毒(HIV)的灭活情况，证明当臭氧浓度为4mg/L时，可将滴度为106CID50/mLHIV全部灭活，病毒滴度下降6个对数值。