臭氧是无色气体，有特殊臭味，因此而得名“臭氧”。
由太阳飞出的带电粒子进入大气层，使氧分子裂变成氧原子，而部分氧原子与氧分子重新结合成臭氧分子。距地面15至50公里高度的大气平流层，集中了地球上90%的臭氧，这就是臭氧层。臭氧层能吸收绝大部分太阳紫外线，使地球生物免受紫外线的危害。
臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，使得平流层大气的温度逐渐上升。大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因即来自臭氧的高度分布。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。由此可看，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
在自然状态下，大气平流层中的臭氧分子能够吸收紫外线的能量，分解成为氧原子，并很快与大气中的氧气发生进一步的化学反应生成新的臭氧分子，使臭氧层中的臭氧分子达到动态平衡。这个过程周而复始从而抵挡大量的有害的紫外线到达地球。
科学家们一般将来自太阳的紫外线按照波长的长短分为三个区。
波长在315至400纳米之间的紫外线称为UV—A区，该区的紫外线不能被臭氧有效吸收，但是也不会造成地表生物圈的损害，事实上这一波段少量的紫外线是地表生物所必需的。
波长为280至315纳米的紫外线称为UV—B区，这一波段的紫外辐射可能到达地表并对人类和生态系统造成极大危害。
波长小于280纳米的紫外线部分称为UV—C区，该区紫外线波长短能量高，不过该区的紫外线能被大气中的臭氧和氧气完全吸收，即使是平流层的臭氧发生损耗，UV—C区波段的紫外线也不会到达地球，所以不会对地球表面造成不良影响。