Na wysokości około 20 do 30 km ponad powierzchnią Ziemi (w stratosferze) znajduje się warstwa charakteryzująca się wysokim stężeniem ozonu. Ozon jest odmianą alotropową tlenu, występującego w formie cząsteczek trójatomowych (O3). Warstwa ozonu spełnia bardzo ważną funkcję z punktu widzenia organizmów zamieszkujących Ziemię. Pochłania ona bowiem część szkodliwego promieniowania ultrafioletowego, emitowanego przez Słońce. Niektóre rodzaje promieniowania UV są dla organizmów żywych bardzo szkodliwe. U ludzi mogą powodować głębokie poparzenia, a nawet nowotwory skóry.
W roku 1982 w czasie badań prowadzonych na Antarktydzie Zachodniej odkryto, że warstwa ozonowa nad biegunem stopniowo ulega zmniejszaniu. Wraz z biegiem czasu proces ten nasilał się tak, że w roku 1987 ubytek ozonu osiągnął 50%, a w roku 1989 nawet 95%. Naukowcy szybko doszli do wniosku, iż zanik warstwy ozonu w atmosferze może powodować wiele groźnych skutków. Zjawisko to zostało nazwane „dziurą ozonową”. Szczególne nasilenie tego procesu obserwuje się w okolicach bieguna północnego, a w szczególności południowego. Dzieje się tak dlatego, iż ozon stratosferyczny tworzy się w wyniku działania promieniowania słonecznego z cząsteczkami tlenu atmosferycznego. Powstałe w wyniku tego procesu cząsteczki O3, rozpadają się następnie, między innymi w wyniku reakcji z niektórymi związkami chemicznymi (w szczególności zawierającymi chlor i fluor). W czasie zimy polarnej w wyniku braku naturalnego światła, produkcja ozonu ulega zmniejszeniu. W obszarach podbiegunowych zaczyna wówczas dominować rozpad wytworzonego wcześniej ozonu, co prowadzi w konsekwencji do zmniejszenia grubości warstwy ozonowej. Właśnie związki zawierające fluor i chlor okazały się najważniejszą przyczyną powstawanie dziury ozonowej. Największe problemy pojawiły się, gdy do produkcji urządzeń chłodniczych i aerozoli zaczęto stosować różnego rodzaju związki, głównie fluorowcopochodne metanu i etanu. Związki te nazwane zostały freonami, a ich najważniejszym przedstawicielem jest dichlorodifluorometan (zwany zwyczajowo „freon 12”) o wzorze CCl2F2 Okazało się, że pod wpływem światła słonecznego freony ulegają reakcji rozkładu z wytworzeniem wolnych cząsteczek fluorowców (fluoru i chloru). Pierwiastki te łatwo wchodzą w reakcje z ozonem dając „zwykły” tlen dwuatomowy, a także tlenki poszczególnych pierwiastków. Cząsteczki freonów nie reagują chętnie z innymi substancjami. Mogą więc przebywać w atmosferze przez bardzo długi czas. Również bardzo łatwo przenikają do wyższych warstw atmosfery, szczególnie bogatych w ozon. Innymi gazami „szkodliwymi” dla ozonu okazały się węglowodory, a także tlenki azotu.
Tempo globalnego spadku ilości ozonu w stratosferze w wyniku działalności człowieka (oczywiście za wyjątkiem Antarktydy), oszacowano na około 0,4-0,8% rocznie w północnych, umiarkowanych szerokościach geograficznych oraz mniej niż 0,2% w tropikach. Od momentu odkrycia, dziura ozonowa na Antarktydą powiększyła się o około 15%. Obecnie rozprzestrzenia się między innymi nad rejonami południowej Argentyny, a także Chile. Zmniejszenie się ilości ozonu sięga w niektórych miejscach nawet 70%. Spadek ilości ozonu szczególnie wyraźnie widoczny w miesiącach zimowych.
Problem stopniowego zmniejszania stężenia ozonu w górnych warstwach atmosfery, szybko stał się przedmiotem dyskusji w wielu środowiskach naukowych na całym świecie. Ze względu na możliwe szkodliwe skutki tego procesu dla ludzi, zdecydowano się podjąć działania mające na celu ograniczenie rozprzestrzeniania się tego zjawiska. W roku 1987 przedstawiciele 31 państw podpisali tzw. Protokół Montrealski. Zakładano w nim 50% ograniczenie produkcji freonów do 2000roku (oczywiście w stosunku do wartości z roku 1986). Od 1990 roku obserwuje się zmniejszanie tempa wzrostu stężenia freonów w atmosferze. Z roku na rok obserwuje się wzrost świadomości społecznej na temat szkodliwości stosowania freonów. Większość dezodorantów i kosmetyków nie stosuje już freonów. Również nowoczesne instalacje chłodnicze wykorzystują inne, mniej szkodliwe dla warstwy ozonowej substancje chemiczne. Mimo podjętych szybko działań, mających na celu zahamowanie procesu powiększania się dziury ozonowej, należy zdawać sobie sprawę z tego, iż odbudowa warstwy O3 nie nastąpi szybko. Szacuje się, że aby stężenie ozonu w atmosferze powróciło do poziomu sprzed dwudziestu lat, potrzeba co najmniej kilkudziesięciu lat i dalszych działań, mających na celu wycofywanie z użycia szkodliwych substancji.
