Стаття: Хімічна взаємодія озону з різними речовинами.

Характерними хімічними властивостями озону в першу чергу слід вважати його нестійкість, здатність швидко розкладатися, і високу окислювальну активність.

Для озону встановлено окислительное число І, яке характеризує число атомів кисню, що віддаються озоном окисляемому речовини. Як показали досліди, воно може бути рівним 0,1,3.
У першому випадку озон розкладається зі збільшенням обсягу: 2О3 ---> 3О2.
У другому він віддає окисляемому речовини один атом кисню: О3 -> О2 + О (при цьому, обсяг не збільшується)
У третьому випадку відбувається приєднання озону до окисляемому речовини: О3-> 3О (при цьому обсяг його зменшується).

Окисними властивостями характеризуються хімічні реакції озону з неорганічними речовинами.

Озон окисляє всі метали, за винятком золота і групи платини. Сірчисті з'єднання окислюються їм до сірчанокислих, нітрити - в нітрати. У реакціях з сполуками йоду і брому озон проявляє відновні властивості, і на цьому заснований ряд методів його кількісного визначення. У реакцію з озоном вступають азот, вуглець і їх оксиди. В реакції озону з воднем утворюються гідроксильні радикали: Н + О3-> HO + O2. Оксиди азоту реагують з озоном швидко, утворюючи вищі оксиди:
NO + Оз-> NO2 + O2;
NO2 + O3 -----> NO3 + O2;
NO2 + O3-> N2O5.
Аміак окислюється озоном в азотнокислий амоній.

Озон розкладає галогеноводороди і переводить нижчі окисли до вищих. галогени, які беруть участь в якості активаторів процесу, також утворюють вищі оксиди.
Відновний потенціал озон - кисень досить високий і в кислому середовищі визначено величиною 2,07 В, а в лужному розчині - 1,24 В.
Спорідненість озону з електроном визначено величиною в 2 еВ, і тільки фтор, його оксиди і вільні радикали мають більш сильним спорідненістю до електрону.
Висока окислювальна дія озону було використано для перекладу ряду трансуранових елементів в семивалентного стан, хоча вище валентний стан їх дорівнює 6. Реакція озону з металами змінної валентності (Сг, Згідно зі і ін.) Знаходить практичне застосування при отриманні вихідної сировини для виробництва барвників і вітаміну PP .
Лужні і лужноземельні метали під дією озону окислюються, а їх гідроксиду утворюють озоніди (триоксиди). Відомі озоніди давно, про них згадував ще в 1886 р французький хімік-органік Шарль Адольф Вюрц. Вони являють собою кристалічну речовину червоно-коричневого кольору, в решітку молекул якого входять одноразово негативні іони озону (O3-), ніж та обумовлені їх парамагнітні властивості. Межа термічної стійкості озонідов -60 ± 2 ° С, вміст активного кисню - 46% за вагою. Як багато перекисні сполуки озоніди лужних металів знайшли широке застосування в регенеративних процесах.
Озоніди утворюються в реакціях озону з натрієм, калієм, рубідій, цезієм, які йдуть через проміжний нестійкий комплекс типу М + О Н + O3 - з подальшою реакцією з озоном, в результаті чого утворюється суміш озоніди і водного гідрату окису лужних метал