羥基自由基(·OH)是一種高度活性的氧化劑，具有極強的氧化性，其標準電極電勢為2.80V，僅次於氟(2.87V)。它主要通過以下方式發揮作用：
降解污染物。羥基自由基能夠有效地氧化降解廢水中的有機污染物，通過鏈式反應將有害物質完全轉換成二氧化碳、水和無機鹽，是一種不會產生任何有害消毒副產物的消毒因子。
消毒。羥基自由基可以用於消毒，具有處理效率高，不產生二次污染的特點。它能夠對致病微生物起到生物殺滅作用，並進行空氣中的有機化合物降解成礦物或無害的有機化合物。
影響大氣化學平衡。在大氣化學中，羥基自由基是引發劑和催化劑，對於城市灰霾的形成和對流層中臭氧的平衡起關鍵作用。
羥基自由基的這些特性使其在環境保護和污染治理中具有重要套用價值。然而，由於其強烈的氧化性，羥基自由基也可能對細胞膜、DNA等生物分子造成損傷，從而引發細胞突變。