臭氧的毒性作用主要包括以下幾個方面：
刺激和破壞呼吸系統。臭氧能迅速轉化為活性很強的自由基，主要使不飽和脂肪酸氧化，造成細胞損傷，從而形成癌變。它強烈刺激人的呼吸道，造成咽喉腫痛、胸悶咳嗽，引發支氣管炎和支氣腫。
損傷神經系統。臭氧通過呼吸道可能會作用於神經中樞，導致頭暈、頭痛，伴隨視力下降、記憶力衰退。
破壞人體的免疫機能。臭氧被吸入體內後，可以使體內的不飽和脂肪酸氧化，從而造成細胞損傷。此時人體的免疫機能也會受到破壞，可能會導致加速衰老，孕婦接觸大量的臭氧還可能會造成胎兒畸形。
對皮膚的影響。臭氧還能破壞人體皮膚中的纖維素，致使皮膚起皺，出現黑斑。
此外，高濃度的臭氧還可能對心腦血管系統造成影響，導致心律失常、中風等症狀。