化学式O3，氧的一种高能同素异形体。分子为角形，分子中具有∏34大∏键，没有成单电子，故O3是逆磁性的，分子有极性(μ=0.52D)。
臭氧有特殊臭味，浓度高时与氯气相似，是有毒的无色气体。沸点(-111.9℃)比氧高，与分子量较大和分子有极性有关。液态时为深蓝色，固态时为深紫色晶体(熔点-192.7℃)。O3分子不稳定，氧化能力远比O2强，例如，在平常条件下，它能氧化不太活泼的银、汞等单质。
8Ag+2O3＝4Ag2O+O2KI溶液可用于臭氧的定量测定：
2KI+O3+H2O=I2+2KOH+O2
标准电极电势表明，O3在水溶液中具有强氧化性，臭氧与碱金属或固态碱金属氢氧化物作用可生成臭氧化物或超氧化物，例如，
K+O3＝KO3
4KOH(s)+4O3＝4KO2+3O2+2H2O臭氧化钾KO3为桔红色，是离子型化合物，其中有O3-负离子，有一个不成对电子，故有顺磁性。臭氧化物具有强氧化性。分子氧通过电子流、质子流或短波辐射的作用，以及伴随原子氧的产生过程(如水的放射分解，H2O2的分解)，都可有臭氧生成，为连锁反应，总的反应式是：3O2＝2O3。工业上生产臭氧就是通过在臭氧发生器中放电使氧气转变为臭氧。在太阳紫外线照射下，O2可转化为O3，因此，在离地2.5km的高空形成了臭氧层，浓度高达10ppm。据估算臭氧层可消耗太阳辐射到地面总能量的5%，因而可使地面上生物免遭太阳紫外线的伤害，并且它也可吸收地球本身的红外辐射，保护地球不冷。因此，臭氧层对保护地球上的生命起重要作用。但是，近年来由于还原性气体SO2，CO，H2S和有机挥发物等对大气的污染，特别是超音速飞机排出的尾气(含大量NO，CO)和上空臭氧作用(NO是O3分解的催化剂)，使臭氧浓度降低，臭氧层遭破坏，就会影响人们生存。有人估计臭氧浓度只要下降5%，仅仅美国一年就要增加800皮癌病例，这个问题，已为国内外科学家所关注。当有水存在时，臭氧是一种强力的漂白剂，故用于水及空气的消毒。臭氧同不饱和有机化合物发生一种特征反应，所以也用于有机合成。液态臭氧可用作火箭发射时的高能氧化剂。
