O3的E°为2.07V，是一种极强的氧化剂。能有效去除色、浊、嗅味，去除废水中酚、氰、硫化物、农药、石油类等污染物。O3氧化有2种方式，一种是由O3分子或单个O原子直接参与反应引起；另一种是由O3衰减产生的OH·自由基引起。OH·的E°为2.8V，仅次于F(2.87V)，是水中存在的最强氧化剂，几乎无选择性地和废水中所有的污染物发生反应，将甘油、乙醇、乙酸等O3不能氧化分解的一些中间产物，彻底矿化为CO2和H2O。在UV的照射下，O3溶于水后，发生如下反应：
O3 H2O - O2 H2O2
H2O2 H2O- O2 2OH·，
O3与UV的协同作用产生了OH·,OH·还可诱发一系列的链反应，产生其他基态物质和自由基，强化了氧化作用，使污染物的降解变得快速而充分；单一的O3氧化反应则不产生上述这类物质，污染物的降解不完全。Jun．ichirohagshi等研究表明，使用紫外光照射后，O3的氧化能力增强了10倍以上。
