Ozónová vrstva je časť stratosféry vo výške 25 - 35 km nad zemským povrchom, v ktorej sa nachádza značne zvýšený pomer ozónu voči bežnému dvouatomovému kyslíka. Hrá veľmi významnú úlohu pre pozemský život, pretože chráni planétu pred ultrafialovým žiarením. Zvýšený pomer ozónu znamená len niekoľko častíc v milióna, čo je oveľa viac, než koľko je ozónu v prízemných vrstvách, ale stále veľmi málo v porovnaní s hlavnými zložkami atmosféry. Ozónovú vrstvu objavili roku 1913 francúzski fyzici Charles Fabre a Henri Buisson. Jej vlastnosti podrobne preskúmal britský meteorológ Gordon Dobson, ktorý tiež vyvinul jednoduchý spektrofotometer, ktorým možno merať stratosférický ozón z povrchu Zeme. Medzi rokmi 1928 a 1958 Dobson založil celosvetovú sieť staníc monitorujúcich ozón, ktorá funguje dodnes. Mierou množstva ozónu v stĺpci nad povrchom je dobsonova jednotka, pomenovaná práve po Dobson. K nárastu obsahu ozónu tu dochádza pri strete molekúl kyslíka s fotónmi ultrafialového slnečného žiarenia. Pri konfliktu dôjde k rozštiepeniu molekuly na dva atómy, ktoré ihneď reagujú s okolitými molekulami O2 za vzniku ozónu. Molekula ozónu ochotne absorbuje energiu iného UV-fotónu a výsledkom je zníženie energie prechádzajúceho ultrafialového žiarenia. Keby zmienené UV lúče prešli na zemský povrch bez straty energie v ozónovej vrstve, boli by mimoriadne nebezpečné pre pozemské organizmy, pretože vysoká energia fotónov spôsobuje vznik rôznych typov rakovinových nádorov kože a poškodenia zraku. V súčasnej dobe je často diskutovaná otázka vplyvu ľudskej činnosti na stav ozónovej vrstvy. Je dokázané, že prítomnosť organických halogénových zlúčenín alebo samotných halogénov fluóru, chlóru a brómu blokuje reakcie vedúce ku vzniku ozónu, pretože halogénové atómy prednostne reagujú s atomárnym kyslíkom is molekulami ozónu. Monitorovaním obsahu ozónu z družíc bolo zistené, že najmä v oblasti zemských pólov dochádza v posledných rokoch k značnému poklesu obsahu ozónu. Zároveň bol zaznamenaný nárast prípadov rakoviny kože a zrakových chorôb v oblastiach blízkych južnému pólu (Nový Zéland, Patagónia). Svetové spoločenstvo sa na základe týchto pozorovaní rozhodlo pre radikálne obmedzenie používania prchavých organických chemikálií s obsahom halogénov, najmä freónov, zlúčenín s vysokým obsahom fluóru a chlóru v organickej molekule (tzv. Montrealský protokol). Freóny sa používajú predovšetkým ako inertná tlaková náplň sprejov a chladiace médium v chladničkách a klimatizačných jednotkách. Podľa posledných meraní sa zastavil nárast koncentrácie týchto chemikálií v stratosfére. Až nasledujúce desaťročia ukážu, či sa redukciou používania freónov podarí zastaviť oslabovanie sily ozónovej vrstvy.