大气层的臭氧，主要是通过氧原子和氧气结合形成的，而氧原子主要来自紫外线照射氧气的分解。因为紫外线会一直照射大气层中的氧气，所以在大气层中臭氧是可以不断生成的。

距地面15~50千米高度的大气平流层，集中了地球上约90%的臭氧，这就是通常所说的“臭氧层”。其主要作用是吸收短波紫外线，是包围在地球外围空间的保护层。

一是保护。臭氧层能够吸收太阳光中波长306.3微米以下的紫外线（部分UV-B和全部UV-C），保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。因为臭氧层能让太阳光中的可见光通过，且能吸收掉99%以上的有害紫外辐射，所以有人称臭氧层为地球生命的保护神、保护伞或臭氧屏障。

第二是加热作用。臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，因此大气温度结构在高度50千米左右存在一个峰值。正是由于着臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。

臭氧层空洞的形成是一种与物理化学、大气化学、大气环境、气候环境和太阳紫外辐射等多种因素有关的复杂的大气现象和过程。

对臭氧层破坏起主要作用的是氟氯烃化合物和含溴卤化烷烃等化学气体，它们来自于人类社会工业生产和现代生活过程中大量消耗的化石能源，这些气体在对流层中不易分解。

臭氧层空洞会对人类健康和生态环境造成重大不利影响。1995 年1月23日联合国大会决定，每年的9月16日为国际保护臭氧层日，要求所有缔约国按照《关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书》及其修正案的目标，采取具体行动纪念这个日子。