โอโซนถูกนำไปประยุกต์ใช้ในการบำบัดอากาศและน้ำอย่างแพร่หลาย เพราะโอโซนมีความสามารถในการทำปฏิกิริยาออกซิเดชั่นสูง สามารถทำลายเซลล์เชื้อโรคได้ในระยะเวลาสั้น มีการนำโอโซนไปใช้ฆ่าเชื้อโรคในห้องผ่าตัด ใช้ปรับสภาพอากาศ กำจัดกลิ่นอับ ใช้บำบัดน้ำเสีย ใช้ในระบบน้ำประปา ใช้ในการทำน้ำดื่ม ฆ่าเชื้อโรคในสระว่ายน้ำ ฯลฯ  นอกจากนั้นแล้วการใช้โอโซนในการบำบัดอากาศและน้ำยังมีข้อดีอีกมากมาย ได้แก่

• โอโซนมีความสามารถในการฆ่าเชื้อโรคทั้งแบคทีเรียและไวรัสได้ดีกว่าสารชนิดอื่น เช่น คลอรีน โดยโอโซนสามารถฆ่าเชื้อโรคได้เร็วกว่าคลอรีนถึง 3,125 เท่า 
  
  
• โอโซนเมื่อสลายตัวแล้วจะกลายเป็นออกซิเจนที่มีประโยชน์ จึงไม่ทิ้งสารตกค้างที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต
   
• โอโซนสลายตัวเร็วจึงต้องทำการผลิต ณ จุดที่ติดตั้ง ช่วยลดปัญหาที่อาจเกิดจากการขนส่งหรือเคลื่อนย้าย และลดปัญหาด้านพื้นที่จัดเก็บ
  
  
• โอโซนสามารถผลิตขึ้นได้เรื่อย ๆ ไม่มีวันหมด ลงทุนเพียงครั้งแรกครั้งเดียวและสามารถใช้ได้ตลอดไป

ตัวอย่างการทดลองทางวิทยาศาสตร์ ในการใช้โอโซนบำบัดอากาศและน้ำ

     วารสาร Journal of Preventive Medicine and Hygiene ประเทศอิตาลี ได้เผยแพร่ผลการทดลองใช้โอโซนเป็นเทคโนโลยีทางเลือกในการฆ่าเชื้อโรค เพื่อลดจำนวนการปนเปื้อนของจุลินทรีย์ในอากาศและน้ำ ทำการทดลองโดยเติมโอโซนลงในอากาศและน้ำเป็นเวลา 20 นาที และวัดผลเปรียบเทียบปริมาณแบคทีเรียที่ปนเปื้อนในตัวอย่างอากาศและน้ำ (CFU/m3) ก่อนและหลังทำการบำบัดด้วยโอโซน ผลการทดลองได้แสดงให้เห็นว่าโอโซนสามารถฆ่าเชื้อแบคทีเรียชนิดต่าง ๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ