在葡萄酒生产中，微生物稳定性是关乎葡萄酒质量的一个重要指标， 所以灭菌是贯穿其中的一个不可或缺的要素。目前，臭氧作为一种常用的灭菌剂在葡萄酒生产中的应用已越来越普遍。
目前，臭氧在葡萄酒生产上主要应用于灌装用葡萄酒瓶的杀菌。设备工作程序为：空瓶进入设备后，先进行臭氧浴液冲洗，倒空后用过滤的无臭氧水冲洗，之后再用无菌淡水冲洗，最后倒空后，借助吹风管用经过无菌过滤的空气吹风。虽然由于设备的不同，其作用方法有所差异，但杀菌后的空瓶经微生物检验，均能达到工艺要求，为葡萄酒微生物稳定性中后处理的一个重要环节杜绝了后患。
臭氧应用于葡萄酒生产时应注意以下问题:
1.瓶内臭氧残留
在进行臭氧杀菌的操作过程中，有一个比较重要的问题是酒瓶内臭氧的残留。因为若瓶内臭氧或臭氧水残留过多，则会使葡萄酒在灌装后短期内氧化，致使酒体颜色变深，降低风味。针对此情况，必须密切监视其杀菌效果和设备的运转情况，以免因臭氧浓度过高或设备出现故障（比如瓶子经臭氧浴杀菌后无菌淡水和压缩空气冲洗没有到位）而导致瓶内有臭氧残留。此外，葡萄酒瓶的质量也是一个因素，一般来说，瓶内壁光洁度好的其臭氧和臭氧水残留就较低。
2.二次污染
臭氧的杀菌作用明显，但亦存在另一方面不利的因素。几个小时后臭氧可全部变为氧气（臭氧在水中正常情况下半衰期为20min，pH=7.6时为41min，pH=10.4时为0.5min），使水中含氧量升高变成富氧水，最高含氧量可达10～20mg/l。
含氧水比未经臭氧处理的水更易于细菌的繁殖，因而经过臭氧处理的水防止二次污染比不经过臭氧处理的水重要。所以，为最好的杜绝二次污染的发生以及所带来的后患，首先必须保证臭氧杀菌周围的环境卫生包括水源的微生物问题，并且必须注意，一旦臭氧杀菌有了一定时间的间断，则必须更换新水，尤其在夏季温度较高的情况下，更得严加注意，不能有丝毫马虎，否则，在灌装前的一切无菌过滤都将失去意义。
