El estrés oxidativo producido por el ozono, en  la célula cancerosa debido a lo débil que es su sistema de defensa antioxidante, debilita la reproducción de las misma. Por el contrario, la célula normal no sufre daños ya posee un escudo enzimático antioxidante defensivo de mayor eficiencia. Además la actividad moduladora del sistema inmune se apoya en el restablecimiento del sistema inmunológico el cual colabora en la eliminación de las células anormales.

La ozonoterapia es coadyuvante y potenciadora de los efectos terapéuticos de la radioterapia, ya que la primera, basa su efecto en la producción de radicales libres; concretamente en la producción de radicales hidroxilo. Pero para que éste se produzca, la zona a radiar debe estar oxigenada; es decir, la radiación ionizante funciona si existe oxígeno.

La capacidad del ozono de incrementar la transferencia de oxígeno asegura no sólo la mayor eficacia de la Radioterapia, sino que también reduce los efectos secundarios de la misma al proteger la célula sana por su capacidad de activar sistemas antioxidantes fundamentales en la lucha contra los radicales libres.

La aplicación del ozono posteriormente a recibir tratamientos de quimioterapia, radioterapia o someterse a una intervención quirúrgica, prepara al organismo al estimular sus sistemas   defensivos antioxidantes e inmunológicos minimizando los efectos secundarios del tratamiento y potenciando su efecto terapéutico.
Las vías mas comunes de aplicación del ozono en el cáncer son:

- La vía rectal mediante insuflaciones
- Auto hemoterapia