臭氧是一种单一来源的有机消毒剂（臭氧具有极强的氧化功能，在水中的氧化还原电位为2.07V，仅次于氟（2.87V它的氧化能力高于氯（1.36V）、二氧化氯（1.5V）。所以它对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭作用。其机理主要有如下两方面：1、臭氧很容易同细菌的细胞壁中的脂蛋白或细胞膜中的磷脂质、蛋白质发生化学反应，从而使细菌的细胞壁和细胞受到破坏（即所谓的溶菌作用），细胞膜的通透性增加，细胞内物质外流，使其失去活性。2、臭氧破坏或分解细胞壁，迅速扩散进入细胞内，氧化了细胞内酶或RNA、DNA，从而致死菌原体。），可杀死各种细菌，真菌和霉菌，酵母，孢子和囊肿（被臭氧杀死的生物）。
瓶子装瓶线和灌装机卫生
节约水和能源并保持装瓶线的无菌性是饮料行业的主要关注点。臭氧独特的“冷杀菌”能力，加上其无污染的品质和低用水量，使其成为化学药品，蒸汽和热水的极佳替代品。由热产生的装瓶线组件的膨胀和收缩会造成长期压力，并损坏装瓶线。冷水的使用消除了这些压力，从而减少了装瓶线的停机时间和维护成本。
加工和输送设备
消毒加工和输送设备（例如切割刀片、分拣台和料斗、管道、泵等）是食品和饮料行业的主要问题。臭氧水溶液可用于快速消毒所有食品加工和转移设备，以消除设施内有害微生物的移动。
表面卫生
空气净化用臭氧水溶液对设施的地板、墙壁、排水沟和其他表面进行消毒，可减少微生物（真菌，酵母和细菌），维持卫生设施并消除背景异味。
容
空气卫生和媒介控制
使用气态臭氧控制霉菌，空气传播的有机物和气味是食品和饮料设施中的常见做法。业已证明，气态臭氧可控制某些昆虫（即果蝇），这些昆虫不仅令人讨厌，而且是微生物在设施周围移动的主要媒介。
器卫生
在容器（即瓶和瓶盖、小桶、大桶、水箱等）的卫生中使用臭氧水溶液是臭氧的常见应用。臭氧，适当的协议和CT值可对容器和罐（例如玻璃、塑料、塑料、木材、不锈钢等）进行有效、快速的消毒。另外，以再循环方式使用时，在卫生过程中，臭氧可以节省数百吨的水，并且臭氧分解成氧气不会导致容器或储罐损坏，这与含氯的卤化化学品经常发生残留不同。卫生后无需冲洗，可减少时间和用水量。
臭氧的卫生能力使其在食品和饮料加工与包装的许多其他领域中具有非常重要的价值。随着人们对氯处理副产品对健康的影响的担忧增加，以及对有机产品的需求增加，臭氧在许多食品和饮料应用中正扮演着重要角色。