臭氧通過稱為裂解的過程滅活（殺死）細菌。裂解是破壞細胞壁膜的完整性。當O3分子返回到O2時，臭氧會導致直接氧化。當臭氧恢復為氧氣時發生的氧化爆發會導致放電，從而溶解任何相鄰細菌的細胞壁。此外，現在價態的氧原子(O)可以與任何碳原子結合生成CO，進一步破壞細菌的細胞壁。臭氧反應引起的氧化與活細菌、酶、蛋白質、DNA、RNA的所有必需成分發生反應。  

細菌對臭氧的氧化過程會破壞細胞壁和細胞膜，導致細胞內部物質從細胞膜中浸出。雖然臭氧氧化后可能會殘留死細菌細胞，但臭氧可以使所有活細菌失活。由于臭氧氧化的方法，沒有細菌對臭氧氧化“免疫”。臭氧具有滅活所有細菌類型的能力。

上圖反映落實結核桿菌裂解步：

1、細菌細胞的計算機動畫；

2、臭氧分子接觸細菌細胞壁的特寫鏡頭；

3、臭氧穿透細胞壁并引起裂解；

4、臭氧對細胞壁影響的特寫鏡頭；

5、更廣的視圖細菌細胞與許多臭氧分子接觸后的分解；

6、細胞壁破壞（裂解）。