Ozon zerfällt auf natürliche Weise von selbst wieder in Sauerstoff, wobei die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, hauptsächlich von der Temperatur des Ozongases abhängt und umso schneller abläuft, je höher die Temperatur des Gases ist. So beträgt bspw. die Halbwertszeit von Ozon bei 20°C ca. 72 Stunden. Bereits ab Temperaturen von >250°C reduziert sich diese auf < 1,5 Sekunden und bei 400°C erfolgt der Zerfall in deutlich weniger als einer Sekunde.

Die thermische Ozonvernichtung findet in einem Durchfluß-Reaktor bei ca. 400 °C statt. Bei dieser Temperatur wird das restliche Ozon im Bruchteil einer Sekunde zerstört.

Vor allem bei der Ozonisierung von Abwässern werden thermische Rest-Ozonvernichter eingesetzt, wenn sich im Abgas Substanzen befinden, wie flüchtige Kohlenwasserstoffe (VOC), Stickoxide oder Schwefelverbindungen, die ein katalytisches System vergiften würden. Die Sicherheitsbestimmungen vieler Länder fordern nachweislich den Ozonabbau unter Beibehaltung von Grenzwerten, z.B. in Deutschland von 120 µg/m3 (siehe Regularien der Berufsgenossenschaften).