Ozon uygulaması esnasında oksidatif stres ve lipid oksidayonu sonucu oluşan hidrojen peroksit ikincil haberci gibi davranarak ozon tedavisinin biyolojik etkilerine aracılık eder. Tekrarlayan ozon uygulamaları sonucunda antioksidan sistem uyarılarak oksidatif strese karşı direnç gelişir.
Ayrıca hücre membranında bulunan yağ asitlerinin oksidasyonuna bağlı olarak çeşitli sitokin düzeyleri de artar. Ozon tedavisi özellikle inflamatuar sürecin yoğun olarak yaşandığı ve immün sistemin ön planda yer aldığı fizyopatolojik durumlarda yardımcı tedavi yöntemi olarak kullanılmaktadır. Bu durumlardan bazıları yara iyileşmesi, yaşa bağlı makuler dejenerasyon, iskemik ve infeksiyöz hastalıklardır.