臭氧催化剂与其他水处理过程结合通常能大幅度提高臭氧的效率/成本比；或者在现有的处理过程中加入臭氧氧化过程，可以增加处理效率，达到处理目标。组合过程的意义在于利用臭氧催化剂提高下面几个方面的能力：
1.消毒
2.氧化无机化合物
3.氧化有机化合物，包括去除味、臭、色
4.除去颗粒物
例如，臭氧催化剂应用于半导体工业时，处理过程包含上述四个方面的作用。臭氧催化在这四个方面发挥作用的部分原因是由产生的羟基自由基引起的。组合过程，也就是高级氧化过程，代表了一种可选择的催化产生羟基自由基的过程，可扩大臭氧催化剂处理化合物的范围。
在组合工艺中，常常有目的地在体系中引入第三相（固相或液相），从而促进固体表面的吸附、液体的吸收、生物降解等过程，有时是污染的原因，使第三相进入体系（土壤、切削油）。第三相对臭氧氧化过程会产生多种影响。很多难生物降解污染物的氧化产物是可生物降解的，因此可以将高级氧化过程与生物降解过程相结合。化学氧化与生物降解过程相结合，能减少氧化剂用量，降低运行成本。
