在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無色氣體。當濃度達到15%時，呈現出淡藍色。臭氧可溶於水，在常溫常壓下臭氧在水中的溶解度比氧氣高約13倍，比空氣高25倍。
但臭氧水溶液的穩定性受水中所含雜質的影響較大，特別是有金屬離子存在時，臭氧可迅速分解為氧氣，在純水中分解較慢。
臭氧的密度是2.14g·l(0°c,0.1mp)。
沸點是-111°c,熔點是-192°c。臭氧分子結構是不穩定的，它在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧的主要物理性質列於表1-1。
臭氧在不同溫度下的水中溶解度列於表1-2。臭氧雖然在水中的溶解度比氧大10倍，但是在實用上它的溶解度甚小，因為他遵守亨利定律，其溶解度與體系中的分壓和總壓成比例。臭氧在空氣中的含量極低，故分壓也極低，那就會迫使水中臭氧從水和空氣的介面上逸出，使水中臭氧濃度總是處於不斷降低狀態。
表1-1 臭氧的主要物理性質
表1-2 臭氧在水中的溶解度
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