Lapisan ozon terdiri dari ozon, gas yang terdiri dari molekul yang memiliki 3 atom oksigen (bukan 2, seperti pada molekul oksigen). Atom ketiga ini kembali menjadi oksigen beracun, karena ozon mematikan bila dihirup.
ozon molekul terbentuk di stratosfer oleh aksi radiasi matahari dalam proses yang disebut fotolisis. Proses ini terjadi ketika sinar matahari memecah molekul oksigen yang ada di stratosfer dan membaginya menjadi dua atom. Ketika salah satu dari atom oksigen ini bergabung dengan molekul O2, ozon diproduksi, yang didistribusikan dan membentuk lapisan tipis yang mengelilingi planet Bumi.
Konsentrasi ozon di atmosfer tidak konstan dan bervariasi sesuai dengan ketinggian dan kondisi cuaca.