臭氧与无机化合物或有机化合物反应生成不稳定的臭氧化物的过程。
如干燥的氢氧化钾与臭氧作用生成臭氧化钾、水合氢氧化钾并放出氧。
乙烯臭氧化生成环臭氧乙烷等。
使水、废水或空气与臭氧接触，利用其强氧化作用，达到除臭、脱色、杀菌、去除有机物的目的。
有机化合物分子与臭氧发生的氧化反应。也称臭氧化反应，可以测定烯烃的分子结构，也可以合成醛、酮、过氧酸等多种有机化合物。
另外，聚合物臭氧化指臭氧与不饱和化合物中的不饱和双键起加成反应生成过氧化物的过程。过氧化物不稳定，进一步裂解生成小分子。如聚合物的臭氧化作用造成聚合物的降解。
