تقع في أعلى الطبقة الثانية من الغلاف الجوي، أي على ارتفاع بين 20 و45 كيلومتراً عن سطح الأرض. تضم نسبة عالية نسبياً من الأوزون، جزيء من مائة ألف جزيء. والأوزون هو جزئ يتألف من ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة فيما بينها. تفيد هذه الطبقة في حماية الأرض من إشعاعات الشمس فوق البنفسجية الضارة للكائنات الحيّة والتوازن البيئي. اكتشفت عام 1913. ولوحظ تآكلها في نهاية سبعينيات القرن الماضي بما اصطلح عليه "ثقب الأوزون"، وهو ثقب يتوسع في الربيع في القارة الجنوبية المتجمدة مع نهاية الليل القطبي ثم يتناقص ليعاود توسعه مع الربيع. يعود تآكلها إلى انبعاثات مركبات كلورية (كلوروفوروكربون) الصناعية، وبنتيجة هذه القضية تشكلت الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ IPCC التابعة للأمم المتحدة عام 1987. اتخذت إجراءات دولية للحد أو منع الانبعاثات الكلورية مما ساعد في ترميم ثقب آخذ في التعافي منذ عام 2014. بعض هذا التعافي مردة إلى الدفيئة التي تساهم في تبريد طبقة الأوزون ومن ثم الحد من التفاعلات فيها وتآكلها.