Ozonová vrstva je klíčová součást stratosféry ve výšce 15–35 km nad Zemí, která funguje jako přirozený štít proti škodlivému ultrafialovému záření. Objevili ji v roce 1913 francouzští fyzici Charles Fabry a Henri Buisson, přičemž praktický přístroj k měření vyvinul Brit Gordon Dobson, který založil celosvětovou monitorovací síť a po němž se dodnes používá jednotka „dobson" (1 D.J. = 10 mikrometrů). Nejsilnější je vrstva, když naměřená hodnota překročí 220 D.J.; pod touto hranicí se vyskytuje takzvaná ozonová díra, která se vyskytuje hlavně nad polárními oblastmi, zejména na jihu.

Ozon vzniká střetem molekul kyslíku s ultrafialovým slunečním zářením (či bleskem) a tento proces záření pohlcuje – proto bez něj by by byla ohrožená lidské zdraví (rakovina kůží, zraková porucha) i rostlinstvo. Lidská činnost, především používání freonů a jiných halogenů, blokuje tvorbu ozonu, což vedlo od 70. let 20. stolotí ke výraznému úpadku nad póly a nárůstu nemocí poblíž jičního pólu. Díky Montrealskému protokolu (1987) a omezení používání látek ovšičených halogens se podle posledních měření podařilo zastavit snižování ozonové vrstvy a jeho síla se postupně znovu obnovuje – je to jeden z nejúspěšnějších mezinárodních ekologických projektů.