作为一种有优异消毒作用的强氧化剂，臭氧在饮水消毒处理上的应用越来越引起人们的关注，目前世界上已有许多国家，特别是欧洲国家在水厂水处理中均采用臭氧。
臭氧可以杀灭各种微生物，包括细菌、芽孢、病毒、真菌乃至寄生虫。它灭活水中微生物的突出特点是投加量少，消毒速度快，灭活率高。据报道，当水体pH6.0，臭氧浓度0.05mg/L时，只要15秒就可以灭活99.9%的大肠杆菌，杀菌速度比氯快300～600倍。此外，臭氧还能对水体起到去色除臭、去除水中铁、锰、氰化物、硫化物和亚硝酸盐等作用，并使原水中的有机物产生絮凝和微絮凝，降低水的浊度。
臭氧在对饮水消毒的过程中会产生过氧化氢、酮和乙醇等副产物，目前对臭氧消毒副产物的危害了解还不够，有待进一步研究。但大多数生物筛选研究结果表明，臭氧化水产生致突变活性远比氯化消毒水少，而且与氯相比，具有杀菌力强、去除有机色、臭味、作用迅速、无残留等优点，不过由于制取成本高，在市政供水管网中无持续杀菌能力，因此在使用范围上仍受到一定的限制。
