高級氧化技術是用光輻照、電、臭氧、催化劑產生活性極強的羥基自由基(?OH)，再通過自由基與有機化合物之間的加成、取代、電子轉移、斷鍵等，使水體中的大分子、難降解有機物氧化降解成低毒或無毒的小分子物質，甚至直接降解成CO2和H2O，接近完全礦化。臭氧催化氧化應用領域于市政污水（低濃度COD排放，脫色，提高B/C比）、工業污水處理（COD降解，脫色，提高B/C比，去除毒性）、飲用水深度處理（COD降解，脫色，提高混凝沉淀效果，降低微污染產物）。
臭氧催化氧化技術主要是利用催化劑表面的催化活性組分，催化部分臭氧分解產生氧化能力更強的羥基自由基（·OH），形成臭氧直接氧化和羥基自由基間接氧化的臭氧催化氧化體系，一方面提高了臭氧的利用率（采用臭氧催化劑后，臭氧利用率可達95%以上），另一方面則是提高了臭氧的氧化能力，提高臭氧的處理效果（在相同臭氧投加量下，可提高20%~30%的COD及色度去除效果）。
