具有廣譜性和清潔性，對病毒、細菌繁殖體、細菌芽孢、真菌、霉菌孢子等病原微生物均具有殺滅作用，且臭氧的合成原料是空氣或者氧氣，合成后會快速分解為氧氣，消毒后不會殘留有害物質。臭氧消毒還具有高效性，同一時間內臭氧對病毒的殺滅效果是氯殺滅效果的幾倍，與氯消毒相比，臭氧在很短的接觸時間內可取得相同的消毒效果。

紫外線是介于可見光和X射線之間的那部分電磁波，其光譜中的185-400納米。其中240nm-280nm之間紫外線(也叫做UV-C)，具有很強的殺菌作用，而殺菌效率高的波長為265納米。紫外線是通過侵入病菌的細胞膜，破壞其DNA，使得它們喪失繁殖能力，而將它們有效殺滅。

典型的紫外線消毒系統，是由紫外線燈管、石英套管、不銹鋼處理腔及控制系統組成。待處理的水在該腔體的一端流入，經腔體的另外一端流出。實際上，任何水源都可以用紫外線進行有效處理，包括泉水、地表水和市政處理過的水、RO出水、粘稠的糖漿和工業廢水等等。

根據所使用的紫外線燈管——低壓燈管和中壓燈管——的不同，紫外線消毒技術主要分為兩種。低壓燈管具有單色的紫外線輸出(其波長限定為254納米);而中壓燈管則具有多色紫外線輸出(其波長范圍為185—400納米)。一般來說，低壓系統適合用于小流量和間歇流動液體;而中壓系統則更適合大流量、高流速場合使用。

自來水廠消毒供應商主要方法有：

漂白粉可以直接干粉拋灑或用水溶解后投加，操作簡單，運行費用低，但效果最差，現在基本不用。
用氯氣鋼瓶配套加氯機進行投加，液氯在水中能迅速產生次氯酸根離子。液氯中有效氯含量比次氯酸鈉溶液高3.5倍，消毒能力強且價格便宜。但是這種方法對有些病毒、芽孢無效，殘毒且產生臭味，使用安全性差，設備因腐蝕易發生泄漏事故。殺菌效果較差，且氯與水中有機物會生成有毒的致癌氯代有機物，現仍有大型水廠在使用。
次氯酸鈉發生器是電解食鹽水產生次氯酸鈉進行投加消毒，因設備壽命短，運行費用較高，使用效果較差。
通過臭氧發生器產生，殺菌效果好，但設備投資大，運行費用高，維護困難，沒有持續殺菌能力，一般在出廠水中需補加其它含氯消毒劑，以保證管網末梢能測到余氯，使消毒劑在管網中具有持續殺菌能力。目前只有極少數水廠在用。用臭氧消毒制水成本大約為 0.05 元/噸水。
設備昂貴，運行費用很高，消毒效果一般，使用此方法消毒的水廠很少。