주로 성층권 상층의 오존이 밀집해 있는 층. 두 가지 경우가 있는데, 하나는 오존이 검출되는 10∼15 km의 범위를 폭넓게 말하는 경우이고, 또 하나는 그 범위 중에서도 다시 집중적으로 오존이 극대에 달하는 20∼25 km의 범위를 말한다.

오존층은 대기 속의 산소분자가 파장(波長) 2400 A 이하의 파장이 짧은 태양자외선을 흡수하여 분해함으로써 생긴 것으로, 오존층이 있기 때문에 2800 A 이하의 인체, 생물에 해로운 강력한 자외선은 흡수되어 지상까지 도달하지 않는다. 지구상에서 생물이 무사히 생활할 수 있는 것은 오존층의 영향이 크다.

오존층의 높이는 20∼25 km인데 계절에 따라 변화하며, 겨울에서 봄에 걸쳐서는 낮고, 여름에서 가을에는 높다. 전층(全層)에 걸친 오존량의 합계는 봄에 극대에 달하고, 가을에 극소로 된다. 또 오존의 전량(全量)은 고위도에 많고 저위도에는 적다. 오존의 전량은 권계면(圈界面)의 높이와 밀접한 관계가 있어 오존이 증가하면 권계면은 내려오고, 감소하면 반대로 높아진다.

이와 같은 오존의 변화는 태양활동과도 밀접한 관계를 가지고 있어서 태양활동의 변화 → 오존의 변화 → 권계면 높이의 변화 → 대기대순환(大氣大循環)의 변화와 같이 태양활동을 기상변화에 결부시키는 데 매우 중요한 매개물로 되어 있다.