臭氧是很強的還原劑，具備較強的空氣氧化能力，它的氧化還原反應電位差：

O?3+2H++2eO2+H2O（酸堿性標準下）E。=2.37V

O?3+H2O+2eO2+2OH-（偏堿標準下）E。=1.24V

因為臭氧不穩定，在水中能快速分戶，其溶解速率伴隨著溫度、pH值的提高而提高，在純凈水中臭氧分解的藥物半衰期為15~30min，融解在水中的臭氧遭受甲基正離子的催化反應也可以迅速被復原。

臭氧氧化分解水里有機物，對環己醇類化全物的烴基空氣氧化能力強，次之是丙烯胺和碳氫化合物烴基，再其次是炔烴三鍵代化學物質，碳環雜環化合物，硫酸鹽，磷化處理物等，臭氧對醇，醛，醚及碳氫化合的單鍵空氣氧化能力弱。

臭氧與水里有機物反映原理是非常復雜的，各種各樣表述不一，依據Hougne和Bader明確提出的臭氧在水中的反映基礎理論覺得：臭氧與水里有機物開展反映，根據兩根方式開展，其一臭氧與有機物直執接反映，亦稱D反映，其二臭氧與有機物間接性反映，即臭氧分解造成羥根自由基（OH.）的間接性反映，亦稱R反映。二者較為，以D反應速率較為遲緩，有可選擇性，是除去水里有機物的主反映。R反映是羥根自由基（OH?）和水里有機物、微生物菌種、CO23-、HCO3-反映。盡管反映能力強，反應靈敏，可是可選擇性差，它既能與有機物反映加快臭氧分解速率，又能與水里碳酸根和碳酸根反映。形成次自由基CO3-?和HCO3?，次自由基地也可以和有機物反映，但反應速率十分遲緩。

臭氧除去水里有機物的實際效果一般覺得是D反映和R反映的累加功效，所述二種反映開展的水平在于不一樣的反映標準。當水里pH值毛毛雨8時，OH?自由基會大大減少，或是水里加上很多HCO3-時，也可捕集OH?自由基，一樣能夠減輕OH?自由基的反映抗壓強度，那樣就變弱了臭氧分解速率。因而在低pH值或高酸堿度狀況下，則可加強臭氧立即反映，有益臭氧充足功效，提高其褪色除菌實際效果和除去有機物能力，相反解決高pH值或低酸堿度水體狀況下，臭氧分子結構溶解快速加強了羥自由基的化學作用。

臭氧用以給自來水廠水處理，以純天然水質或受環境污染的純天然水質作飲用水源水時，pH值一般在6.0~8.5中間，水質中比存有非常總數的碳酸根和碳酸根正離子，臭氧加藥后依然以D反映為主導、R反映輔以的方式除去水里環境污染有機物。