臭氧对人体呼吸道粘膜有刺激作用。当空气中的臭氧浓度达到0.15ppm时，人们就能嗅到它的存在；根据国际标准，当臭氧浓度达到0.5-1ppm时，会引起口干等不适症状；当臭氧浓度达到1-4ppm时，会引起咳嗽；当臭氧浓度达到4-10ppm时，则会引起强烈的咳嗽反应。因此，在进行空气消毒处理使用臭氧时，必须确保没有人在场，并且至少需要等待30分钟才能进入已经消毒过的区域。

除了对人体健康产生影响外，臭氧还是一种强大的氧化剂，在高浓度下可对许多物品造成损坏。其损害程度与浓度成正比，高浓度的臭氧可以导致铜片出现绿色锈斑、橡胶老化变色和弹性减低甚至变脆断裂以及织物漂白和退色等现象。

关于细菌灭活方面, 臭氧与其他杀菌剂不同，它能够与细菌细胞壁脂类的双键发生反应，穿透细菌体内部，作用于蛋白质和多糖类物质，并改变细胞通透性，从而导致细菌死亡。此外，臭氧还会对细胞内的核酸物质进行破坏。

对于病毒方面, 臭氧首先会与病毒衣壳上的四条多肽链发生反应，并使RNA受损。噬菌体经过臭氧氧化后，在电镜下观察可见其表面被破碎成许多碎片，并释放出大量核酸物质，从而干扰了其吸附到寄主体上的能力。