臭氧是一种广谱杀菌剂，可杀灭细菌、芽孢、病毒和真菌等，由于其气体的特性，可深入到房间空间各处、物体腔体或拐角处进行灭菌且不存在任何有毒残留物。

当用于手术室、病房的空气消毒时，通常使用20 mg/m³ 的高浓度臭氧作用30分钟，对自然菌的杀灭率可达到90%以上，对金黄色葡萄球菌、芽孢等杀灭率高于99%。

影响臭氧杀菌效果的环境因素主要是温度和湿度。一般情况下，温度低、湿度大则杀灭效果好，尤其是湿度条件。相对湿度≤45%,臭氧对空气中悬浮微生物几乎没有杀灭作用；相对湿度>70%,杀灭效果才能真正体现出来。这是由于相对湿度提高，可以使细胞膨胀，细胞壁变薄，使之更容易受到臭氧的渗透溶解。

此外，医疗器械也可在臭氧消毒柜中进行灭菌消毒。臭氧对所消毒物品，如器皿、手术器具等不会有任何残留物，无需再清洗浸泡，而且对原有物品的理化性质影响较小。另外，臭氧对物品消毒是在常温、常湿下进行，较之高温高压的灭菌操作更为简便、快捷。