高级氧化技术是用光辐照、电、臭氧、催化剂产生活性极强的羟基自由基(・OH)，再通过自由基与有机化合物之间的加成、取代、电子转移、断键等，使水体中的大分子、难降解有机物氧化降解成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成CO2和H2O，接近完全矿化。臭氧催化氧化应用领域于市政污水（低浓度COD排放，脱色，提高B/C比）、工业污水处理（COD降解，脱色，提高B/C比，去除毒性）、饮用水深度处理（COD降解，脱色，提高混凝沉淀效果，降低微污染产物）。
臭氧催化氧化技术主要是利用催化剂表面的催化活性组分，催化部分臭氧分解产生氧化能力更强的羟基自由基（·OH），形成臭氧直接氧化和羟基自由基间接氧化的臭氧催化氧化体系，一方面提高了臭氧的利用率（采用臭氧催化剂后，臭氧利用率可达95%以上），另一方面则是提高了臭氧的氧化能力，提高臭氧的处理效果（在相同臭氧投加量下，可提高20%~30%的COD及色度去除效果）。
