大氣上空存在臭氧，是哈爾特利1880年研究太陽光譜時發現的。1921年，法國物理學家法布裏進一步確定了大氣層中臭氧的含量。
臭氧的化學性質比氧氣活潑，氧化能力強。在臭氧中，棉花、木屑等有機物質會自行燃燒起來。靛藍染料在臭氧中放上幾分鍾就會褪色。許多微生物需要在氧氣的環境中生存，而臭氧卻可以殺死各種微生物。少量臭氧對人有益，但是，長時間待在濃度較高的臭氧環境中，會出現疲勞、頭痛、惡心、鼻子出血、眼睛發炎等臭氧中毒症狀。臭氧濃度過高的環境，還可以致人死命。
臭氧在稀薄狀態下並不臭。例如，雷雨過後，空氣變得十分新鮮，呼吸舒暢，周圍環境格外清靜、明亮，這是什麼原因呢?原來，在閃電的時候，空氣中的一部分氧氣轉變成臭氧。稀薄的臭氧給人以一種清新之感，它還能殺死病菌，淨化空氣，對人的身體有好處。
不過，臭氧最集中的地方是在高空，那裏有一個臭氧層。臭氧層的主要部分在離地麵20~25千米處。這裏雖然臭氧較多，但它仍隻占同咼度大氣體積的十萬分之一以下。
臭氧層裏的臭氧是由大氣中的氧氣變來的。氧氣分子吸收了某些特定的高能紫外線後，便形成臭氧分子。
大氣的臭氧層是一道生命的防線。它吸收了太陽光中大部分紫外線，使陽光到達地麵時，紫外線輻射大大減弱，不致傷害地球上的人類和生物，保護了生命萬物。
可是，近年來保護地球生命的高空臭氧層麵臨嚴重的威脅。同溫層飛行的噴氣式飛機和火箭、導彈將大量廢氣排放到高空，臭氧就得去氧化這些汙染物，被消耗減少了1%。長此以往，紫外線和宇宙輻射將穿越高空那道生命的防線，影響地球上的生命。
另外，臭氧還具有很強的漂白作用和殺菌力，而且沒有副作用，是一種很理想的自來水和空氣的消毒淨化劑。