臭氧灭菌属于生化氧化反应。臭氧氧化分解细菌中葡萄糖所需的酶，还可以直接与细菌和病毒相互作用，破坏它们的细胞壁和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白质、脂类和多糖等大分子聚合物，渗透到膜组织中，进入膜内脂多糖与外膜脂蛋白反应，使细菌渗透性物质变形，导致细胞死亡，遗传基因、寄生菌、寄生病毒颗粒、噬菌体、支原体、热原（细菌病毒代谢物，内毒素）和其他溶解性变性死亡。利用臭氧氧化的自然特性，将变形虫和有机污染物分解产生的臭气*分解去除，破坏了产生臭气物质的分子结构，产生无毒无味物质。在国际游泳池比赛中，几乎所有的游泳池都采用臭氧技术进行处理，不仅能去除水中的余氯，还能分解氯仿、溴二氯甲烷、四氧化二碳等氯消毒产生的致癌有机物。而且可以杀菌，更经济的是延长了池水的使用时间，降低了成本。