Die potentiellen Vorteile der Ozontherapie sind vielfältig und beruhen zum Teil auf Ozongas mit antimikrobiellen und sauerstoffstimulierenden Eigenschaften. In Studien wurde gezeigt, dass es Viren, Bakterien und Protozoen inaktiviert, vermutlich durch Zerstörung der äußeren Membran des Mikroorganismus. Durch die Zerstörung der äußeren Hülle dringt das Ozongas in die innere Zelle ein und verändert die DNA bis zu einem Punkt, an dem die unerwünschte Parasitenzelle wirkungslos wird. Endogene Zellen, wie diejenigen, die in einem gesunden menschlichen Körpersystem vorhanden sind, verfügen über ein ausgeklügeltes enzymatisches System, das in der Lage sein soll, DNA zu stabilisieren, die durch die Ozontherapie möglicherweise zerstört wurde, eine Tatsache, die Ozongas hilft, unerwünschte Mikroben zu bekämpfen.
Die Stimulation des Sauerstoffstoffwechsels ist eine Möglichkeit, mit der Ozon die Pathogenese behandeln soll. Ozongas verursacht Berichten zufolge eine Erhöhung des Stoffwechsels in den endogenen roten Blutkörperchen, wodurch wiederum mehr Sauerstoff an das Gewebe im Körper abgegeben wird. Wenn der Körper mehr mit Sauerstoff versorgt wird, kann er Krankheiten besser bekämpfen. Ozon soll auch die Produktion von Enzymen im Körper ankurbeln, die als Radikalfänger und gesunde Zellschützer fungieren. Es wird angenommen, dass andere biochemische Reaktionen, die zur Wirksamkeit von Ozon beitragen, die nicht gut verstanden werden.
Wenn Ozongas in den Körper eindringt, wird es in Peroxide zerlegt. Peroxide sollen von erkrankten oder geschwächten Zellen angezogen werden. Wenn eine Zelle gesund ist, hat sie vermutlich Enzyme, die dem Eindringen der Peroxide widerstehen, aber eine schwache Zelle, die mit Viren, Bakterien oder Krebswachstum infiziert wurde, ist gegen die Behandlung im Wesentlichen wehrlos. Aus diesem Grund ist Ozon eine potenzielle Behandlung für eine Vielzahl von schwächenden Krankheiten, darunter Krebs, chronisches Müdigkeitssyndrom und AIDS. Es wird angenommen, dass einige dieser Krankheiten mehrere Behandlungen mit Ozontherapie erfordern, da der zugehörige Krankheitserreger in verschiedenen Stadien seiner Entwicklung anfälliger ist.
Die Ozontherapie hat auch spezifische Anwendungen zur Aktivierung des Immunsystems. Es wird gesagt, dass die Ozonbehandlung die Produktion von Komponenten des Immunsystems wie Interferon und Interleukin fördert, die die Grundlage für eine wirksame Reaktion des Immunsystems sind. In Bezug auf die Ergänzung eines traditionellen Medikationsschemas für Krankheiten wie Krebs und AIDS ist die Ozontherapie vielversprechend, um die Nebenwirkungen von harten Chemotherapeutika zu unterdrücken. Es wird auch angenommen, dass die Wirksamkeit solcher Medikamente erhöht werden kann, während eine Ozontherapie verabreicht wird.