臭氧殺菌機理以氧化作用破壞微生物膜的結構實現殺菌作用。臭氧首先作用于細胞膜，使膜構成成份受損傷而導致新陳代謝障礙，臭氧繼續滲透穿透膜而破壞膜內脂蛋白和脂多糖，改變細胞的通透性，導致細胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒則認為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質而完成的。

臭氧水殺滅情況有些不同，其氧化反應有兩種，微生物菌體既與溶解水中的臭氧直接反應，又與臭氧分解生成之羥基OH的間接反應，由于羥基OH為氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。

臭氧能氧化分解細菌、病毒內部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶，并直接與細菌、病毒發生作用，氧化并穿透其細胞壁，破壞其細胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質、脂質類和多糖等大分子聚合物，使細菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細菌病毒的生命。同時還可以滲透細胞膜組織、侵入細胞膜內作用于外膜脂蛋白和內部的脂多糖，使細胞發生通透性畸變，導致細胞溶解性死亡，并將死亡菌體內的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術對微生物作用的原理可分為抑菌型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達到“*、地消滅物體內部所有微生物的目的”，不僅這樣而且它的作用是瞬間完成的。

臭氧的應用主要以發生量來確定，分為氣態下消毒和液態下消毒兩大類。臭氧發生量和使用量一般按照發生量的額定發生量乘以時間來確定，但在不同的用途和不同的場所應計出衰減量而后確定。臭氧發生器在使用中，氣源的配置直接影響臭氧的發生濃度、產量和純度，氣源一般分為普通氣源、干燥空氣源、富氧氣源和工業氧氣氣源四種，以上氣源的配置 ，在發生裝置相同的情況，濃度和產量依次遞增。按照應用常識，一般不應配置普通氣源，因為這會影響發生裝置的連接使用壽命并導致發生量不穩定。因此，常用的氣源按用途大體可分為下列幾種：

1）干燥氣源——空間消毒、自來水處理、游泳池水、養殖水、生產循環水、中水回用等

2） 富氧氣源——臭氧濃度需求較高的使用場所，如純凈水、礦泉水、污水處理、醫藥食品車間等

3） 工業氧氣源——純度要求較高、濃度需求較重要、小氣量應用場所等

3. 用于大型空間的消毒應用，如醫藥、食品等行業車間的殺菌消毒，一般應安裝專門管路分通到車間內，使臭氧分布均勻，也有的通入空調風道管路，但這種方式有時會造成空調風道金屬件的腐蝕和臭氧消耗。

4. 用于水處理，則主要配置臭氧溶于水的投加裝置，一般分為曝氣式（直接曝氣或氧化塔式）、文丘里射流器式、旋渦負吸式或HICHINE泵混合式樣等幾種，以上其溶于水效率可依次提高，HICHINE泵式效率可達95%以上。

1）曝氣式：自來水、養殖水、生產循環水、生活污水、工業廢水等

2）文丘里射流式：二次供水、純凈水、礦泉水、養殖水冷卻、游泳池水等

3）負吸式：小水體應用

4）氣液混合泵式：小水體應用或臭氧消毒水應用