Wenn Sauerstoff, der in der Luft zu 20% enthalten ist, mit Energie angereichert wird (z.B. durch die elektrische Energie der Blitze oder durch die UV-Strahlung), nimmt das Sauerstoffmolekül diese Energie auf und wandelt sich dabei in energiereiches Ozon um. Dieses Ozon ist hoch reaktionsfähig, d.h. es reagiert mit fast allen Stoffen und gibt bei diesen Reaktionen die zugeführte Energie wieder ab. Findet das Ozonmolekül keine Reaktionspartner, zerfällt es nach einiger Zeit (30 Minuten bis 1 Stunde) wieder zu normalem Sauerstoff und gibt die Energie als Wärme ab.

Wenn das Ozonmolekül vor seinem natürlichen Zerfall auf Bakterien, Viren, Chemikalien, Lösungsmittel etc. trifft, so werden diese Partikel oxidiert ? d.h. sie nehmen die Energie auf und werden dabei eliminiert. 

Ozon wird zur Desinfektion von Trinkwasser in der städtischen Wasserindustrie in Europa bereits seit über 100 Jahre benutzt. Hauptanwendungsgebiete in Deutschland sind im Bereich Schwimmbeckenwasser und Trinkwasser. Das Verfahren wird auch in der Abwasserreinigung eingesetzt.

Bei der Ozonierung kommt es durch die reaktive Wirkung von Ozon zu einer sehr schnellen Inaktivierung von Bakterien und Viren. Durch die Ozonierung kann der problematische Einsatz von Chlor bei der Wasserentkeimung teilweise erheblich reduziert werden. Im Gegensatz zur Chlorung ist die desinfizierende Wirkung der Ozonierung nicht dauerhaft, da Ozon sehr instabil ist und schnell mit organischen Wasserinhaltsstoffen reagiert, so kann dazu führen, dass bei langen Wasserleitungen ozonfreies Wasser am Zapfhahn ankommt, was zu sekundären Infektionen führen kann.

Da Ozon aus reinem Sauerstoff gebildet wird und zu reinem Sauerstoff zerfällt, verschwindet es ohne Reststoffe, sobald es aufgebraucht ist. Wenn Ozon schädliche Bakterien oder Verschmutzungsstoffe inaktiviert oder oxidiert, gibt es im Allgemeinen keine Nebenerscheinungen oder Nebenprodukte, im Gegensatz zu anderen Desinfektionsmitteln, wie z.B. Chlor.