臭氧是由一個氧分子（O2）攜帶一個氧原子（O）組成，是氧氣的同素異形體。與氧氣相比，臭氧比重大。有色、有味。在常溫下是淡藍(lán)色，草腥味。雷電過后，時可聞到其氣味。 1ppm 臭氧 =1.963mg/m3 。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，臭氧密度ρ = 2.144g/l ，空氣ρ = 1.293g/l 。臭氧在水中的溶解度大約是氧的 10 — 15 倍，在水中穩(wěn)定性較差。

臭氧易分解，不穩(wěn)定參比狀態(tài)下臭氧的半衰期為 22~25 分鐘，一個小時的衰退率為 61% ，在 1% 的臭氧水溶液中半衰期約為 16 分鐘，且溫度越高，濕度越大，半衰期越短。臭氧具有很強(qiáng)的氧化能力。
臭氧水殺滅情況有些不同，其氧化反應(yīng)有兩種，微生物菌體既與溶解水中的臭氧直接反應(yīng)，又與臭氧分解生成之羥基OH的間接反應(yīng)，由于羥基OH為氧化性的氧化劑，因此臭氧水的殺菌速度極快。

臭氧具有不穩(wěn)定性。由于臭氧（O3）是由氧分子攜帶一個氧原子組成，決定了它只是一種暫存形態(tài)，攜帶的氧原子除氧化用掉外，剩余的又組合為氧氣（O2）進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。所以臭氧工作中沒有二次污染產(chǎn)生，這是臭氧技術(shù)應(yīng)用的大性。
臭氧殺菌機(jī)理以氧化作用破壞微生物膜的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)殺菌作用。臭氧作用于細(xì)胞膜，使膜構(gòu)成成份受損傷而導(dǎo)致新陳代謝障礙，臭氧繼續(xù)滲透穿透膜而破壞膜內(nèi)脂蛋白和脂多糖，改變細(xì)胞的通透性，導(dǎo)致細(xì)胞溶解、死亡。而臭氧滅活病毒則認(rèn)為氧化作用直接破壞其核糖核酸RNA或脫氧核糖核酸DNA物質(zhì)而完成的。
臭氧能氧化分解細(xì)菌、病毒內(nèi)部氧化葡萄糖所的葡萄糖氧化酶，并直接與細(xì)菌、病毒發(fā)生作用，氧化并穿透其細(xì)胞壁，破壞其細(xì)胞器和核糖核酸，分解DNA、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細(xì)菌、病毒的新陳代謝和繁殖過程遭到破壞，而奪取細(xì)菌病毒的生命。同時還可以滲透細(xì)胞膜組織、侵入細(xì)胞膜內(nèi)作用于外膜脂蛋白和內(nèi)部的脂多糖，使細(xì)胞發(fā)生通透性畸變，導(dǎo)致細(xì)胞溶解性死亡，并將死亡菌體內(nèi)的遺傳基因、寄生菌種、寄生病毒粒子、噬菌體、支原體及熱源（內(nèi)毒素）等溶解死亡。綜觀無菌技術(shù)對微生物作用的原理可分為型、殺菌和溶菌型三種。臭氧滅菌消毒屬于溶菌型劑體，可以達(dá)到“、地消滅物體內(nèi)部所有微生物的目的”，不僅這樣而且它的作用是瞬間完成的。
食品行業(yè)應(yīng)用臭氧的目的有兩個方面：一是殺滅微生物－殺菌消毒；二是氧化分解有機(jī)或無機(jī)物污染氣味－除臭凈化 。兩方面的應(yīng)用基礎(chǔ)均依賴于O3的強(qiáng)氧化性能和不穩(wěn)定易分解的特性 。臭氧去除異味性能。依靠其氧化性能可快速分解產(chǎn)生臭味及其他氣味的有機(jī)或無機(jī)物質(zhì)。臭味的主要成分是胺R3N、硫化氫H2S、甲硫醇CH3SH等。臭氧對其氧化分解，生成物沒有氣味。