人类真正认识臭氧是在150多年以前，德国先贝因（Schanbein）博士首次提出在水电解及火花放电中产生的臭味，同在自然界闪电后产生的气味相同，先贝因博士认为其气味难闻，由此将其命名为臭氧。臭氧层由法国科学家法布里于20世纪初发现。1930年英国地球物理学家卡普曼提出，大气中的臭氧主要是由氧原子同氧分子，在有第三种中性分子参与下进行三体碰撞时产生。60公里以上的高空，太阳紫外线强，氧分子大量离解，三体碰撞机会减少，臭氧含量极少。5公里以下低空，紫外线大大减弱，氧原子很少，难以形成臭氧。在20～25公里高度范围内，既有足够的氧原子，又有足够的氧分子，最有利于三体碰撞，形成的臭氧每年约有500亿吨。[1]
大气中的臭氧分布图
自然界中的臭氧，大多分布在距地面20km~50km的大气中，我们称之为臭氧层。臭氧层中的臭氧主要是紫外线制造出来的。太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中（含有21%）的氧气分子受到短波紫外线照射时，氧分子会分解成原子状态。氧原子的不稳定性极强，极易与其他物质发生反应。如与氢（H2）反应生成水（H2O），与碳（C）反应生成二氧化碳（CO2）。同样的，与氧分子（O2）反应时，就形成了臭氧（O3）。臭氧形成后，由于其比重大于氧气，会逐渐的向臭氧层的底层降落，在降落过程中随着温度的变化（上升），臭氧不稳定性愈趋明显，再受到长波紫外线的照射，再度还原为氧。臭氧层就是保持了这种氧气与臭氧相互转换的动态平衡。[2] 百科x混知：图解臭氧层
地球大气层中臭氧总量有较明显的时空变化：赤道附近最低，纬度60°附近最高；任一地区在春季最大，秋季最小；在一天内臭氧含量通常是夜间高于白天；在亚洲中纬度地带，当西伯利亚气团侵入时，臭氧总量明显增加，而赤道气团来临时，其总量减小。[3]
太阳的紫外线大概有近1%部分可达地面。尤其是在大气污染较轻的森林、山间、海岸周围的紫外线较多，存在比较丰富的臭氧 。