臭氧是一种强氧化剂，灭菌过程属生物化学氧化反应。O3灭菌有以下3种形式：

臭氧能氧化分解细菌内部的葡萄糖所需的酶，使细菌灭活死亡。

直接与细菌，病毒作用。 破坏它们的细胞器和DNA,RNA,使细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡。

透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外模的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡。