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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
名 稱 | 分子式 | 標準電極電位 /mv | 名 稱 | 分子式 | 標準電極電位 /mv |
氟 | F2 | 2.87 | 二氧化氯 | ClO2 | 1.50 |
臭氧 | O3 | 2.07 | 氯 | Cl2 | 1.36 |
過氧化氫 | H2O2 | 1.78 | 氧 | O2 | 1.23 |
高錳酸鉀 | MnO4- | 1.67 |
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－+ SO32－+ 2O2 + H2O
CN－+ SO32－+ 2O3 → CNO－+ SO42－+ 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。
OOH R2C==CR2 + O3 R2C + R2C==O G |
（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：
OH |
C—OH |
C |
C—OH |
（3）對核蛋白（氨基酸）系的反應
R2S + O3 R2S—O |
O |
R—N—OH R—N==O R—N—O
（羥氨） （硝基化合物）
|
（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
