臭氧的氧化能力極強，其氧化還原電位僅次于F₂，在其應用中主要用這一特性，見表1。

表1氧化還原電位比較

從表1可知，臭氧的標準電極電位除比氟低之外，比氧、氯、二氧化氯及高錳酸鉀等氧化劑都高。說明臭氧是常用氧化劑中氧化能力最強的。同時，臭氧反應后的生成物是氧氣，所以臭氧是高效的無二次污染的氧化劑。

2.3  臭氧的氧化反應

2.3.1  與無機物的氧化反應

（1）臭氧與亞鐵的反應

          3Fe²⁺ + 2O₃ → 3Fe³⁺+ 3O₂

（2）臭氧與Mn²⁺ 的反應

          Mn²⁺ + O₃ + H₂O → MnO₂ + 2H⁺ + O₂  （易）

          Mn²⁺ + O₃ + H₂O → MnO₄^- + 2H⁺     （難）

（3）臭氧與硫化物的反應

          H₂S + O₃ → SO₂ + H₂O

          3H₂S + 4O₃ → 3H₂SO₄

（4）臭氧與硫氰化物的反應

    CNS^－+ 2O₃ + 2OH^－→ CN^－+ SO₃^2－+ 2O₂ + H₂O

      CN^－+ SO₃^2－+ 2O₃ → CNO^－+ SO₄^2－+ 2O₂

（5）臭氧與氰化物的反應

          CN^－+ O₃ → CNO^－+ O₂

          CNO^－+ 2H⁺ + H₂O → CO₂ + NH₄⁺

          NH₄⁺ + CNO^－→ NH₂CONH₂

          NH₂CONH₂ + O₃ → N₂ + CO₂ + 2H₂O

總反應為：

          2CN^－+ 2H⁺+ H₂O + 3O₃ → N₂ + 2O₂ + 2H₂CO₃

（6）臭氧與氯的反應

          3Cl₂ + 6O₃ → 2ClO₂ + 2ClO₇

2.3.2  臭氧與有機物的反應

臭氧在水溶液中與有機物的反應極其復雜，下面僅以大家公認的幾種反應式列出以供參考。

（1）臭氧與烯烴類化合物的反應  臭氧容易與具有雙鏈的烯烴化合物發生反應，反應歷程描述如下：

式中G代表OH、OCH₃、OCCH₃等基。反應的最終產物可能是單體的、聚合的、或交錯的臭氧化物的混合體。臭氧化物分解成醛和酸。

（2）臭氧和芳香族化合物的反應  臭氧和芳香族化合物的反應較慢，在系列苯＜萘＜菲＜嵌二萘＜蒽中，其反應速度常數逐漸增大。其反應如下：

（3）對核蛋白（氨基酸）系的反應

（4）對有機氨的氧化

臭氧在下列混合物的氧化順序為：

鏈烯烴＞胺＞酚＞多環芳香烴＞醇＞醛＞鏈烷烴