Озонування води широко використовують в індустріальних країнах. Озон у воді розкладається з утворенням атомарного кисню: 03 -> 02 + О. Останнім часом доведено, що механізм розпаду озону у воді складний — відбувається низка проміжних реакцій з утворенням вільних радикалів (наприклад, Н02), які також мають окисні властивості. Сильнішу окисну і бактерицидну дію озону, ніж хлору, пояснюють тим, що його окисний потенціал (+1,9 В) більший від окисного потенціалу хлору (+1,36 В). З гігієнічної точки зору озонування є одним із найкращих методів знезаражування води. Унаслідок озонування вода знезаражується надійно, руйнуються органічні домішки, а її органолептичні властивості не тільки не погіршуються, як під час хлорування чи кип'ятіння, а навіть поліпшуються: зменшується кольоровість води, усуваються зайві присмаки та запахи. Вода набуває приємного блакитного відтінку, і населення прирівнює її до джерельної. Надлишок озону швидко розкладається з утворенням кисню.
Доза озону, потрібна для знезаражування, для більшості вод становить 0,5—6 мг/л; для знебарвлення і поліпшення органолептичних властивостей води часом потрібні більші дози. Тривалість знезаражування води за допомогою озону — 3—5 хв. Залишкового озону (після камери змішування) має бути 0,1 —0,3 мг/л. Концентрація залишкового озону 0,4 мг/л гарантує інактивацію більше ніж 99% вірусів протягом 5 хв.