臭氧的氧化能力很强，臭氧的氧化还原电位仅次于氟，比过氧化氢、高MENG酸钾等都高。此外，臭氧的反应产物是氧气，所以它是一种高效清洁的强氧化剂。
臭氧发生器脱硝的原理在于制造的臭氧可以将难溶于水的NO氧化成易溶于水的NO2、N2O3、N2O5等高价态氮氧化物。浙江大学王智化等人对臭氧同时脱硫脱硝过程中NO的氧化机理进行了研究，构建出O3与NOX之间65步详细的化学反应机理，该机理比较复杂。
煤炭作为主要能源物，其燃烧过程排放的SO2、NOx等污染物的总量很大，会造成严重的大气污染，危害人类健康。对SO2的控制，目前较为成熟的技术是石灰石—石膏法，脱除效率可达95%以上。此外还有炉内喷钙脱硫、电子束法脱硫等技术。对NOx的控制分为两类，一类是控制燃煤过程中NOx的生成，主要有低氧燃烧法、两段燃烧法和烟气再循环法等。另一类是通过物理化学方法进行脱除，主要有催化、吸收、吸附、放电等。其中广泛应用的是选择性催化还原法(SCR)，脱除效率达90%以上。随着国家对火电厂污染物排放的要求越来越严格，同时脱硫脱硝已成为烟气污染物控制技术的发展趋势。目前国内外广泛使用的是湿式烟气脱硫和NH3选择催化还原技术脱硝的组合。该技术的脱硫脱硝效率虽然高，但是投资和运行成本昂贵。其他的脱硫脱硝技术还包括等离子体法、催化法、吸附法等，但只有少数进入生产应用。
烟气中NOx的主要组成是NO(占95%)，NO难溶于水，而高价态的NO2、N2O5等可溶于水生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，从而可与后期的SO2同时吸收，达到同时脱硫脱硝的目的。臭氧作为一种清洁的强氧化剂，可以快速有效地将NO氧化到高价态。电子束法和脉冲电晕法虽然能够产生强氧化剂物质，如·OH、·HO2等，但工作环境恶劣，自由基存活时间非常短，能耗较高。O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生O3，然后送入烟气中，可显著降低能耗。目前利用臭氧进行脱硫脱硝在国外已有工程应用实例，在我国还处于探索阶段。
