臭氧是一种氧化性很强但又不稳定的气体。在水溶液中，臭氧保持着很强的氧化性。作为杀生剂，臭氧的作用机理与其他氧化性杀生剂有许多相同之处。臭氧与蛋白质结合，破坏细胞呼吸所不可缺少的还原酶的活性。

 
臭氧化后检验细菌的细胞时发现，细胞已失去了维持生命的细胞质而被破坏。和氯不同的是，用臭氧作杀生剂不会增加水中的氯离子浓度，冷却水排放时不会污染环境或伤害水生生物，因为臭氧在光合作用下会分解生成氧。
 
臭氧是通过将氧或干燥空气经过臭氧发生器中的放电管而生成的气体。添加臭氧时，首先将它溶解在水中，然后把溶解有臭氧的水注入冷却水中。
 
臭氧可以从不同的部位注入冷却水系统。例如可以加入到冷却塔的集水池中，或加到冷却水循环泵出口的一侧。在较为简单的冷却水系统中，只需在一处加入臭氧 就足够了；对于复杂的、有多个支路的体系，则建议在几个不同的部位加入臭氧，使臭氧在水中的分布较为均匀。在制定臭氧操作规程时，需要考虑的重要参数是： 该冷却水系统的工况、水量、补充水和循环水的水质，尤其是COD和PH值。
 
使用臭氧作杀生剂后，可使冷却水系统中不再有生物沉积物 生成。原先存在于冷却水系统中的生物沉积物和冷却塔中的藻类也随之消失，循环冷却水变得清澈透明，异样菌数也比以前大大减少，换热效果明显改善。 在冷却 水中，臭氧对碳钢和不锈钢没有任何不利的影响，但臭氧对铜或铜合金有腐蚀性。
 
臭氧作为冷却水杀生剂的优点是：
 
①臭氧是将氧或干燥空气通过臭氧发生器中的放电管而制备的，该制备过程不会引起环境的污染；
 
②臭氧降解后生成氧，故不像其他的杀生剂，它不会增加冷却水中的含盐量；
 
③它不会增加冷却水的COD；
 
④通入臭氧不会像通氯时那样在水中生成有机氯化物；
 
⑤作杀生剂使用时，不需要另外再加入分散剂或表面活性剂；
 
⑥从长远看，它是一种很有希望的氯杀生剂的换代杀生剂。