臭氧在大气环境中天然存在、能吸收紫外线辐射，是一种具有鱼腥气味的气体，与氧气是同素异形体，化学式是O3。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。

臭氧是一种强氧化剂，其分子极不稳定，能分解产生氧化能力极强的单原子氧(O)和羟基(OH)，是独有的融菌型制剂，可迅速融入细胞壁，破坏细菌、病毒等微生物的内部结构，短时间内破坏细菌、病毒、各种霉菌、真菌、原虫孢体卵囊及微生物的生物结构，使之失去生存条件。

臭氧不仅灭菌速度快，灭菌率高，还可去色除臭，但很不稳定，容易被还原分解，持续性差(10 min~15 min即可衰减一半；40 min后浓度几乎衰减为零)，因此，一般与其他消毒剂联合使用，比如氯，以维持水中一定消毒剂水平。臭氧虽然自身会分解成氧气，但消毒过程仍会产生副产物，如氮氧化物、溴酸盐、甲醛等。

只有把臭氧溶解到水中，使水中含有一定浓度的臭氧，并维持一定的反应时间，才能达到杀菌消毒的目的。因此需要对水中臭氧余量进行监测。由于臭氧在水中稳定性很差，因此最好现场取样立即测定。臭氧常用的检测方法主要有：碘量法、靛蓝法、DPD法，其中碘量法与靛蓝法是《GB 5750-2006生活饮用水标准检验方法》推荐的臭氧检测方法。