Galimi ozono terapijos privalumai yra įvairūs ir iš dalies atsiranda dėl ozono dujų, turinčių antimikrobinių ir deguonį stimuliuojančių savybių. Tyrimais įrodyta, kad jis inaktyvuoja virusus, bakterijas ir pirmuonis, tikriausiai sunaikindamas išorinę mikroorganizmo membraną. Teigiama, kad pažeidžiant išorinį apvalkalą ozono dujos prasiskverbia į vidinę ląstelę ir pakeičia DNR iki taško, kuriame nepageidaujama parazito ląstelė tampa neveiksminga. Endogeninės ląstelės, kaip ir esančios sveiko žmogaus kūno sistemoje, turi sudėtingą fermentinę sistemą, kuri, kaip teigiama, gali stabilizuoti DNR, kurią galėjo sutrikdyti ozono terapija, o tai padeda ozono dujoms nukreipti nepageidaujamus mikrobus.
Teigiama, kad deguonies apykaitos stimuliavimas yra vienas iš būdų, kuriuo ozonas gydo patogenezę. Pranešama, kad ozono dujos padidina endogeninių raudonųjų kraujo kūnelių metabolizmą, o tai savo ruožtu išskiria daugiau deguonies į kūno audinius. Kai organizmas gauna daugiau deguonies, jis geriau kovoja su ligomis. Teigiama, kad ozonas taip pat skatina fermentų gamybą organizme, kurie veikia kaip laisvųjų radikalų sulaikytojai ir sveikų ląstelių apsauga. Manoma, kad yra ir kitų biocheminių reakcijų, kurios prisideda prie ozono veiksmingumo ir kurios nėra gerai suprantamos.
Ozono dujoms patekus į organizmą, jos suskaidomos į peroksidus. Teigiama, kad peroksidus traukia sergančios ar nusilpusios ląstelės. Jei ląstelė yra sveika, greičiausiai joje yra fermentų, kurie atsispiria peroksido prasiskverbimui, tačiau silpna ląstelė, užkrėsta virusais, bakterijomis ar vėžiu, iš esmės yra neapsaugota nuo gydymo. Dėl šios priežasties ozonas yra galimas daugelio sekinančių ligų, įskaitant vėžį, lėtinio nuovargio sindromą ir AIDS, gydymas. Manoma, kad kai kurias iš šių ligų reikia gydyti daug kartų taikant ozono terapiją, nes susijęs ligos sukėlėjas yra jautresnis įvairiais jo vystymosi etapais.
Ozono terapija taip pat turi specifinių imuninės sistemos aktyvinimo programų. Teigiama, kad gydymas ozonu skatina imuninės sistemos komponentų, tokių kaip interferonas ir interleukinas, gamybą, kurie yra veiksmingo imuninės sistemos atsako pagrindas. Kalbant apie tradicinių vaistų nuo ligų, tokių kaip vėžys ir AIDS, gydymo režimo papildymą, ozono terapija yra perspektyvi padėti numalšinti šalutinį atšiaurių chemoterapinių preparatų poveikį. Taip pat manoma, kad tokių vaistų veiksmingumas gali padidėti, kai taikoma ozono terapija.