臭氧位於平流層，主要分佈在15～50千米高空的大氣層中，這裏被稱爲臭氧層。
臭氧層的作用保護作用
臭氧層能夠吸收太陽光中的波長306.3nm以下的紫外線，保護地球上的人類和動植物免遭短波紫外線的傷害。只有長波紫外線UV-A和少量的中波紫外線UV-B能夠輻射到地面，長波紫外線對生物細胞的傷害要比中波紫外線輕微得多。
加熱作用
臭氧吸收太陽光中的紫外線並將其轉換爲熱能加熱大氣，由於這種作用大氣溫度結構在高度50km左右有一個峯，地球上空15～50km存在着升溫層。
正是由於存在着臭氧纔有平流層的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧氣，所以也就不存在平流層。大氣的溫度結構對於大氣的循環具有重要的影響，這一現象的起因也來自臭氧的高度分佈。
溫室氣體的作用
在對流層上部和平流層底部，即在氣溫很低的這一高度，臭氧的作用同樣非常重要。如果這一高度的臭氧減少，則會產生使地面氣溫下降的動力。因此，臭氧的高度分佈及變化是極其重要的。
