地球的臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20--25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。
臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H2）反应生成水（H2O），与碳（C）反应生成二氧化碳（CO2）。同样的，与氧分子（O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化上升，臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。
地球大气层中臭氧总量有较明显的时空变化：赤道附近最低，纬度60°附近最高；任一地区在春季最大，秋季最小；在一天内臭氧含量通常是夜间高于白天；在亚洲中纬度地带，当西伯利亚气团侵入时，臭氧总量明显增加，而赤道气团来临时，其总量减小。
太阳的紫外线大概有近1%部分可达地面。尤其是在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围的紫外线较多，存在比较丰富的臭氧。
大气臭氧层主要有三个作用。第一是保护作用，臭氧层能够吸收太阳光中的波长306.3nm以下的紫外线，保护地球上的人类和动植物免遭短波紫外线的伤害。根据生物效应的不同，将紫外线按照波长划分为四个波段：长波UV-A、中波UV-B、短波UV-C、真空波UV-D。波长越长，穿透能力越强。只有长波紫外线和少量的中波紫外线能够辐射到地面，长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层犹如一件保护伞保护地球上的生物得以生存繁衍。透过的少量紫外辐射，还有杀菌作用，对生物大有裨益。
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，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15--50km存在着升温层。正是由于存在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。大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。
第三是温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
关于臭氧层变化及破坏的原因，一般认为，太阳活动引起的太阳辐射强度变化，大气运动引起的大气温度场和压力场的变化以及与臭氧生成有关的化学成分的移动、输送都将对臭氧的光化学平衡产生影响，从而影响臭氧的浓度和分布。而化学反应物的引入，则将直接地参与反应而对臭氧浓度产生更大的影响。人类活动的影响，主要表现为对消耗臭氧层物质的生产、消费和排放方面。
大气中的臭氧可以与许多物质起反应而被消耗和破坏。在所有与臭氧起反应的物质中，最简单而又最活泼的是含碳、氢、氯和氮几种元素的化学物质，如氧化亚氮(N2O)、水蒸汽(H2O)、四氯化碳(CCl4)、甲烷(CH4)和现在最受重视的氯氟烃(CFC)等。这些物质在低层大气层正常情况下是稳定的，但在平流层受紫外线照射活化后就变成了臭氧消耗物质。这种反应消耗掉平流层中的臭氧，打破了臭氧的平衡，导致地面紫外线辐射的增加，从而给地球生态和人类带来一系列问题。
臭氧层被大量损耗后，吸收紫外辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线B明显增加，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。已受到人们普遍关注的主要有对人体健康、陆生植物、水生生态系统、生物化学循环、材料、以及对流层大气组成和空气质量等方面的影响。
对人类健康的影响主要有：臭氧量的减少、臭氧层的被破坏使到达地面的紫外线辐射量增加。其中UV-B紫外线波段增加更多。UV-B紫外线辐射的增加，将会对人体健康产生很大影响。相关研究表明，紫外线除了在人类皮肤中产生VD外，未发现其他有益效应。紫外线对人体的危害却较大。主要表现在影响人类皮肤、眼睛及免疫系统。