臭氧在水中对细菌、病毒等微生物的杀灭率很高，速度快,几乎瞬间进行。对水中的有机化合物等污染物质的分解既彻底又不会产生二次污染。这是世界上臭氧应用 很主要的领域。
1、自来水:
水是传染疾病的主要媒介，据调查，农村50%的疾病是由饮用水污染所致。臭氧用于水的杀菌是国家推广的首选杀菌剂，并可除去水中的重金属等成份。不会产生致癌物质氯卤，没有二次污染。
2、游泳池用水:
杀菌力强、速度快。臭氧杀死普通的大肠杆菌，比氯快几百倍，对病毒、原核生物中的细菌等均有有效的杀灭作用。臭氧能阻止有机污物的积累，可改善水质、脱色、杀死病原微生物，处理后的水可有效的防止传染病的蔓延。臭氧可有效的降低水中的污染物，减少氯的副产物(一氯胺、二氯胺、三氯胺、三氯甲烷等)的形成，保障游泳者的身体健康。在处理过程中，泳池的水残余臭氧不会超过安全界限，还可以对空气进行杀菌净化，使室内空气清新舒适。
3、生产水杀菌消毒:
臭氧是一种优良的强氧化剂，在水处理中可以氧化水中的各种杂质，从而达到净水效果，同时它又是非常有效的消毒剂，能高效、迅速杀死细菌和病毒，且没有二次污染。
4、水产养殖业应用:
通过臭氧杀菌装置可对生物卵消毒、养殖水杀菌、设施消毒，可以防止病原体的侵入。臭氧具有强烈的杀菌消毒和水质净化作用，而且无毒无害，是水产养殖和育苗生产中 很理想的杀菌净化剂，对防治鱼、虾、海胆、河蟹、甲鱼等生物病害，改善水产养殖的生态环境，有着重要的意义。
5、中水回用:
水是人类社会赖以生存的 很重要物质条件之一，我国作为一个水资源紧缺的国家，水资源紧缺己成为制约我国城市可持续发展的重要因素。
6、工业循环冷却水:
工业循环冷却水在使用之后。水中的Ca2+, Mg2+, CI-等离子，溶解固体和悬浮物相应增加，空气中污染物如灰尘、杂物、可溶性气体以及换热器物料泄露等，均可进入循环冷却水，使循环冷却水系统中的设备和管道腐蚀、结垢，造成换热器传热效率降低，过水断面减少，甚至使设备管道腐蚀穿孔。循环冷却水系统中结垢、腐蚀和微生物繁殖是相互关联的，污垢和微生物粘泥可以引起垢下腐蚀，而腐蚀产品又形成污垢，要解决循环冷却水系统中的这些问题，必须进行综合治理。臭氧可以作为的处理药剂来替代其它的处理冷却水处理剂，它能阻垢、缓蚀、杀菌、能使冷却水系统在高浓缩倍数甚至在零排污下运行，从而节水节能，保护水资源；同时，臭氧冷却水处理不存在任何环境污染。
7、废水处理:
臭氧能将水中的二价铁、锰、重金属离子等氧化成三价铁及高价锰、氰化亚废水，使溶解性的铁、锰、铜变成固态物质。臭氧高级氧化技术的机理基于臭氧氧化与其他水处理技术的组合，形成了氧化能力极强的羟基自由基，使各种污染物降解为二氧化碳和水。臭氧高级氧化技术是废水处理的有效方法之一。臭氧直接氧化废水中的有机污染物，再和低浓度废水混合后采用接触氧化工艺处理。
8、污水处理:
臭氧能氧化许多有机物，如蛋白质、氨基酸、有机胺、链型不饱和化合物、芳香族、木质素、腐殖质等，还能氧化工业污水中的氰化物、酚类化合物(能产生恶臭)、表面活性剂(ABS )。其中03能很容易地将氰化物氧化成毒性小100倍的氰酸盐。氰酸根在碱性、酸性条件下，都能进行水解，而转化成氮化物。
9、对赤潮生物的作用:
赤潮是指海洋中的浮游生物爆发性增殖，造成海水变色。由于其生物种群不同可呈现红、褐或灰黑色。赤潮会对近岸海洋生物造成严重危害。臭氧可以有效的杀灭赤潮生物，分解赤潮生物毒素。
10、去除农药残留:
去除农药残留专用臭氧发生器采用高浓度臭氧，将臭氧溶于水中成为一种非常有效的解毒剂。从而氧化、分解水中的有毒物质如重金属离子、有机毒物、氰化物、硫化物以及敌敌畏、氧化乐果、马拉硫磷等农药。成为家庭用来抵御蔬果可能存在农药残留等问题的首选。
