O óxido de etileno é um esterilizante muito eficaz. É bactericida, esporicida e virucida. Tem um coeficiente de difusão muito favorável e pode ser utilizado para materiais termossensíveis ou muito delicados.
Em geral, a esterilização com óxido de etileno tem sofrido restrições na indústria farmacêutica, dado o risco que envolve, tendo em conta as suas propriedades mutagénicas e carcinogénicas. As BPF especificam que este tipo de esterilização deve ser utilizado somente quando não exista tecnologia de esterilização alternativa.
No entanto, as vantagens da esterilização com óxido de etileno ainda são maiores que as de qualquer outro sistema na indústria dos produtos hospitalares de utilização única. As empresas líderes neste setor continuam a confiar ao óxido de etileno a esterilização terminal de seringas, sondas, cateteres, pace makers, etc. O design complexo destes tipos de dispositivos médicos convertem a penetrabilidade do agente esterilizante num dos aspetos mais críticos. É nesta área que o óxido de etileno é muito superior a qualquer outra alternativa: peróxido de hidrogénio, ácido peracético, etc.