臭氧催化氧化填料属于高级氧化水处理技术中的一个重要分支，主要通过直接反应和间接反应两种途径得以实现，将大分子、难以生物降解的有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，臭氧对有机物色度，臭味，浊度，都有很好的去除效果，更为重要的是其可以大幅提高废水的可生化性，有利于后续的生化处理，从而保障废水达标外排或中水回用。其主要原理为：臭氧分子在臭氧催化氧化填料的催化作用下产生大量的羟基自由基团（·OH），该自由基团相对于臭氧具有更高的氧化能力（氧化还原电位E0 =2.85 V，臭氧E0 =2.07 V，反应速率常数大，羟基自由基与大多数有机物反应的速率常数在106～1010 mol-1.s-1），而且其几乎可以无选择性的对有机物进行氧化分解。该技术的关键点在于如何提高臭氧的吸收效率及转化效率。