臭氧在冷庫保鮮中主要有以下作用：
1.殺滅微生物-消毒殺菌
2.使各種有臭味的無機或有機物氧化-除臭
3.食品保鮮，使新陳代謝產物氧化，從而抑制新陳代謝的過程
4.導致細胞膜的通透性增加、細胞內物質外流，使細胞失去活力；
5.使細胞活動必需的 失去活性。這些 既可以是基礎代謝的 ，也可以是合成細胞重要成份的 ；
破壞細胞質內的遺傳物質或使其失去功能。一般認為，臭氧殺滅病毒是通過直接破壞其RNA（核糖核酸）或DNA（脫氧核糖核酸）物質完成的。而臭氧殺滅細菌、霉菌類微生物則是臭氧首先作用於細胞膜 ，使細胞膜的構成受到損傷，導致新陳代謝障礙并抑制其生長。臭氧繼續滲透破壞膜內組織，直至死亡。
6.生產加工用水的殺菌凈化和制備高濃度的臭氧消毒液、車間空氣及設備、器具表面和工作服的殺菌消毒。
      冷庫的生物污染源主要是霉菌等，它們對化學消毒劑有很強的耐受力，而且在低溫條件下存活。凍結可能會使有些細菌死亡，但有些致病菌對低溫有極大的抵抗力，一旦溫度回升，這些細菌就會“復蘇” 。尤其是冷卻間及冷藏間，由于其溫度適合嗜低溫性細菌、霉菌及酵母菌的生長，會使所貯食品大量損壞。這種情況下，使用臭氧會取得滿意效果。實驗證明〔1〕 ：使用濃度為 6 ～ 12（10- 6）的臭氧連續 3 ～ 4 小時消毒，可以將包括抵抗力極強的未萌動孢子殺死。停機后封庫 24 小時以上，細菌殺滅率達 90%左右，霉菌殺滅率可達 80%左右，現場測定停機 48 小時后，雖然臭氧早已分解完，但微生物數量還在不斷下降，因此冷庫的消毒最先安排在進貨前 3天左右進行。臭氧去除異味性能極好。強氧化性能可快速分解臭味及其它有機或無機物質。臭味的主要成分是胺 R3N、硫化氫 H2S、甲硫醇 CH3SH等，臭氧可對其氧化分解。