臭氧在常溫常壓下是一種不穩定、具有特殊刺激性氣味的淺藍色氣體。臭氧具有極強的氧化性能，在堿性溶液中擁有2.07V的氧化電位，其氧化能力僅次于氟，高于氯和高錳酸鉀。基于臭氧的強氧化性，且在水中可短時間內自行分解，沒有二次污染，是理想的綠色氧化藥劑。因此，臭氧氧化方法已逐漸發展成為一種高級氧化技術，在水處理領域中臭氧技術已在許多方面得到了應用。臭氧應用于水處理過程中其作用主要是除臭、脫色、殺菌和去除有機物。

目前在水處理方面廣泛地研究和應用臭氧技術，并由原先的單獨使用發展成與其它方法聯合使用，同時臭氧處理單元自身也有了很大的發展，以下將介紹臭氧處理技術及其在水處理中的應用并著重介紹臭氧高級氧化技術的基本原理及應用。

臭氧之所以表現出強氧化性，是因為臭氧分子中的氧原子具有強烈的親電子或親質子性，臭氧分解產生的新生態氧原子，和在水中形成具有強氧化作用的羥基自由基·OH，它們的高度活性在水處理中被用于殺菌消毒、破壞有機物結構等等，其副產物無毒，基本無二次污染，有著許多別的氧化劑無法比擬的優點，不僅可以消毒殺菌，還可以氧化分解水中污染物。

臭氧在水處理中的應用－－飲用水處理：臭氧由于其在水中有較高的氧化還原電位(2.07Ｖ,僅次于氟,位居第二),常用來進行殺菌消毒、除臭、除味、脫色，去除鐵、錳，氧化分解有機物和絮凝作用等,在飲用水處理中有著廣泛的應用。

在飲用水處理中，臭氧主要用于三個方面:
臭氧預處理，在常規凈水工藝前增設臭氧工藝;
臭氧-生物活性炭處理，O3與顆粒活性炭結合，在常規凈水工藝后，對水作深度處理，以除去各種有機物和色、嗅、味等;
臭氧消毒，用以代替氯對水進行消毒。

臭氧能氧化分解細菌內部葡萄糖所需的酶，使細菌滅活死亡。
直接與細菌、病毒作用，破壞它們的細胞器和DNA，RNA，使細菌的新陳代謝受到破壞，導致細菌死亡。
透過細胞膜組織，侵入細胞內，作用于外膜的脂蛋白和內部的脂多糖，使細菌發生通透性畸變而溶解死亡。
臭氧殺菌受臭氧的濃度、水溫、PH值、水的濁度等因素影響
在實際應用中，臭氧用于自來水消毒所需的投加量一般為1－3mg/l，接觸時間不小于5min。
選擇性  例如臭氧對于濾過性病毒及其它致病菌的滅活作用非常有效。但青霉素菌之類的菌種對臭氧就具有一定的抗藥性。對一般細菌、大腸菌、病毒等特別有效，其殺菌能力比氯系列的消毒劑要強幾十倍到數百倍。
各種常用消毒劑的效果按以下順序排列：O3>ClO2>HOCl>OCl->NHCl2>NH2Cl