臭氧是地球上存在的天然物质,远古时代,人们就发现,在雷电暴雨时,空气中会产生一种特别的气味,有刺激性。1785年，法国物理学家Van Marum，发现当空气通过电火花时，放出一种刺激性味道的气体。十多年后，1801年，Cruikshank观察到电解水的过程中，在阳极产生一种带臭味的气体。直到1840年，Schonbein才指出，在水电解和火花放电进产生的气味与雷电后产生的气味相同，并认定是一种新物质。因气味难闻而得名Ozone（来自希腊文Ozein一词，难闻的意思）。1866年，Soret测得臭氧的密度为氧密度的1.5倍，由此确认臭氧与氧有关，并指出，1848年Hant提出的臭氧是“三原子氧”的假设是正确的，至此，臭氧被人们正式确认。
臭氧是氧的同素异构体，由于结构的不同，造成了二者在性质上的差别很大。两个氧原子组成的氧分子，显示顺磁性，表示有两个未成对的电子存在。它的分子结构式表明在氧分子内不是所有的电子皆结合成对，由此，你很容易理解，两个氧分子缔合为有反磁性的四原子分子了。臭氧也有顺磁性，其结构为等腰三角形，夹角为127±3°，斜边长等于0.126±0.002nm，底连长约为0.224nm。
用XRD对液氧中的臭氧测定结果表明，臭氧分子中各氧原子间的距离为0.13、0.13、0.22nm。了解了氧与臭氧的结构特点，就不难理解臭氧的特殊性质了。
气体中的臭氧能吸收红外光，可见光和紫外辐射性，吸收带从14.2um-220nm。臭气的可见光谱显示在600nm吸收带，这是导致臭氧在三种状态均呈现蓝色的原因，也是日夜及黄昏时天空呈现兰紫色的原因。在紫外区三个最大吸收峰的波和分别为255.3、313.5、343.9nm。
臭氧在水中的溶解性质，是臭氧应用的一个重要方面。在常温常压下，臭氧在水中的溶解度比空气高25倍，经氧高13倍。但必须指出，臭氧水溶液的稳定性受水中杂质的影响较大，特别是金属离子的存在，导致臭氧迅速分解为氧，在纯水中分解较慢。表２是在常压时，臭氧在不同温度下在水中的溶解度。由表２可见，随着温度升高，臭氧在水中溶解度迅速下降。
表２ 臭氧在水中的溶解度
| 温度，℃ |
溶解度，g/Ｌ |
| 0 |
1.13 |
| 10 |
0.78 |
| 20 |
0.57 |
| 30 |
0.41 |
| 40 |
0.28 |
| 50 |
0.19 |
| 60 |
0.16 |
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臭氧是一种强氧化剂，由表３可见，其氧化还原电位仅次于氟为2.07Ｖ，远大于其他氧化剂，特别是氧。臭氧的这一性质，使得它除了不能与铂、金、铱和氟发生反应外，几乎可与周期表中的任何一种元素发生作用。
表３ 各种强氧化剂的氧化还原电位
氧化剂名称 分子式 标准电极电（Ｖ）
氟 F2 2.87
臭氧 O3 2.07
过氧化氢 H2O2 1.78
高锰酸离子 MnO4 1.67
二氧化氯 CLO2 1.50
氯 CL2 1.36
氧 O2 1.23
臭氧与有机物反应，主要表现在与下述有机、或有机金属官能解团的反应上。臭氧与有机化合物有三种不同方式的反应：臭氧与有机物反应生成过氧化物；臭氧与有机物反应生臭氧化物或发生臭氧分解；普通的氧化反应：在高臭氧浓度下，臭氧能把某些有机物氧化成CO2和H2O，在普通臭氧浓度下，只能氧化成比原分子中氧多或氢少的物质。
臭氧是一种极不稳定的物质，易分解为氧。臭氧不稳定的原因，是由于臭氧气体中存在着一种过敏化剂造成，这种敏化剂实际上是一种有机物，燃烧后可得到少量的CO2。根据这一事实，可测得臭氧中敏化剂的含量与自然爆炸的关系。如不含敏化剂即100%的自愿兼收并蓄气体，在105±20C时才会爆炸，而用普通钢瓶里的氧气，双不经净化制得的臭氧，只要加热到比沸点稍高（-60~1200C） 一些，就会爆炸。即是经过液化、蒸馏精制后，也不会使爆炸温度升高，只有用硅胶处理后再制得的臭氧，其爆炸温度才会上升到室温。由此可见，少量有机物随氧气进入臭氧发生器后，并未被氧化
人吸入臭氧后，最初的感觉是难闻，随着时间的加长，眼、鼻、喉、呼吸气管粘膜受到刺激，从而引起咳嗽、头痛、喉痛，直至肺水肿，发生臭氧中毒，甚至死亡。
臭氧的毒性主要受浓度（C）和接触时间（T）的影响，按一般毒理学原则：C.t=K，即时间与浓度在1-55PPM范围内是遵循此原则的。在不同浓度和接触时间下，臭氧对人体的生理影响如图3所示，由图可见，当人们接触于0.1-1ppm 时，出现头痛、咽干、呼吸道刺激和眼睛灼痛；1-100ppm时，可造成气喘，疲乏和食欲不振；短时间接触更高浓度，可造成喉刺激，出血和肺气肿。但由于人体有一种自我恢复能力，所以上述症状，经过一段时间的休息，就会恢复正常。至于长期接触是否会造成持久性的症状，有待进一步研究。因为在长达80年大规模臭氧应用史上，尚无见有死于臭氧中毒的报道。
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