所谓的臭氧脱硝原理是将不溶于水的低价态氮氧化合物，通过臭氧的氧化性，氧化为可溶的高价态氮氧化合物，然后在喷淋洗涤塔内，通过碱性溶液进行吸收，达到脱除的目的。
低温烟气脱硝技术以低温催化氧化技术zui为简单有效，由于烟气中的氮氧化物主要组成是NO（占95），NO难溶于水，NO与臭氧接触后，发生反应，可成生成NO2、NO3、N2O5等高价态的氮氧化全物，这些高价态的氮氧化合物可溶于水,生成HNO2和HNO3，溶解能力大大提高，很容易通过碱性溶液喷淋(如Ca(OH)2、NaOH)等手段将其从烟气中脱出。
将烟气中的NO转化为高价态，需引入较强的氧化剂，在众多氧化剂中，臭氧是zui环保清洁的强氧化剂，O3的生存周期相对较长，将少量氧气或空气电离后产生，然后送入烟气中，可显著降低能耗。
其中主要包括以下反应：
NO+O3→NO2+O2 （1）
NO2+O3→NO3+O2 （2）
NO2+NO2→N2O4 （3）
N2O4+O3→N2O5 （4）
NO3+NO2→N2O5 （5）
3NO2+H2O→2HNO3+NO  (6)
N2O5+ H2O→2HNO3 （7）
臭氧脱硝利用臭氧将NO氧化为高价态的氮氧化物后，需要进一步地吸收。常见的吸收液有Ca(OH)2、NaOH 等碱液。NO的脱除效率可达到86.27%~92%。