A aplicação do azeite de oliva na indústria cosmética pode ser estendida pela sua ozonização, trazendo novas propriedades do azeite e maior estabilidade. O azeite tratado com 0,04 mol O3 ou 0,10 mol O3 por 100 g de óleo foi submetido à avaliação de parâmetros químicos e escrutínio da composição por cromatografia gasosa-espectrometria de massa (GC-MS) e microextração em fase sólida headspace (HS-SPME) análise GC-MS . A atividade biológica do óleo refinado e ozonizado incluiu suas propriedades antimicrobianas pelo método de difusão em ágar e citotoxicidade pelo ensaio MTT em duas linhagens celulares normais (LLC-PK1, HaCaT) e duas cancerosas (Caco-2, HeLa). Os óleos serviram de base em emulsões cosméticas. Foram avaliadas as características organolépticas escolhidas, a eficácia conservante em um teste de desafio e a persistência durante seis meses dessas formulações. No entanto, a ozonização do azeite resultou na diminuição dos ácidos insaturados; vários compostos adicionais foram detectados no óleo ozonizado, que afetam positivamente as propriedades físico-químicas, sensoriais e funcionais das emulsões cosméticas. As emulsões à base de azeite ozonizado mantêm suas propriedades por mais tempo em comparação com as emulsões à base de azeite refinado. O óleo ozonizado tratado com 0,10 mol O3/100 g de óleo permitiu aumentar a vida útil da formulação não conservada em até seis meses. Um fraco efeito inibitório contra Candida albicans e Aspergillus brasiliensis também foi demonstrado para esta emulsão no teste de desafio. Além disso, um aroma interessante, atividade antimicrobiana levemente aumentada contra Escherichia coli, Staphylococcus aureus, C. albicans, A. brasiliensis e ausência de citotoxicidade em concentrações de 625 µg mL-1 tornam o azeite ozonizado uma matéria-prima promissora para os cosméticos e indústrias farmacêuticas.