自來水廠臭氧發生器設備殺滅率高，速度快，對有機污染物殺滅*，無二次污染，因此，飲用水消毒是臭氧應用的主要環節，自來水行業是臭氧的大市場。氯消毒廣泛應用于水廠，但是臭氧可以更快更好地殺死細菌，這也是當前臭氧代替氯消毒的主要因素也是美國、日本等傳統使用氯消毒的國家發展迅速的主要原因。由于水源受到有機工業產品的污染，氯消毒后會產生氯、溴二氯甲烷、四氯化碳等氯化有機物（THM），具有致癌性，在臭氧處理過程中不會產生二次污染化合物。目前國內許多大型水廠均已采用臭氧發生器來凈化水質。