เมื่อรังสีอัลตราไวโอเลตผ่านบรรยากาศชั้นสตราโทสเฟียร์ จะทำให้โมเลกุลของก๊าซออกซิเจนแตกตัวออกเป็นสองอะตอม หนึ่งโมเลกุลของออกซิเจน จะรวมกับหนึ่งอะตอมของออกซิเจนที่แตกตัว ทำให้เกิดก๊าซโอโซนขึ้น
ก๊าซโอโซนมีความสามารถในการดูดซึมรังสีอัลตราไวโอเลต และรังสีก็อาจทำให้มันแตกตัวกลับดังเดิมได้ ดังนั้นจึงมีการเกิดและทำลายในชั้นโอโซนได้อย่างต่อเนื่องตามธรรมชาติ ที่ระดับความสูง ๕๐ กิโลเมตรจากพื้นดิน การดูดซึมรังสีอัลตราไวโอเลต ทำให้เกิดความร้อนจัดขึ้นในบรรยากาศชั้นนี้ คือ ที่ระดับสูงสุดของสตราโทสเฟียร์เรียกว่า เขตอุ่น (warm region)
ก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศนี้ เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ไม่ถือว่า เป็นสารมลพิษ
หน้าที่สำคัญของก๊าซโอโซนในที่นี้คือ กรองรังสีอัตราไวโลเลต ส่วนที่เป็นอันตรายต่อคน สัตว์ และพืช