臭氧层的主要作用是吸收紫外线。
大气中臭氧集中的层次一般指高度在10～50公里之间的大气层（大致同平流层的高度相当），也有指20～30公里之间的臭氧浓度最大的大气层。在臭氧层里，臭氧的浓度很稀，即使在浓度最大处，所含臭氧对空气的体积比也不过为百万分之几，因此臭氧是大气中的微量成分，将它折算到标准状态（气压1013.25百帕，温度273K）。
臭氧的总累积厚度为0.15～0.45厘米，平均约0.30厘米．其含量虽少，却能将大部分太阳紫外辐射吸收，使地球上的人类和其他生物，不致于被强烈的太阳紫外辐射所伤害。臭氧吸收太阳紫外辐射而引起的加热作用，还影响着大气的温度结构和环流。
臭氧层的其他作用
1、加热作用，臭氧吸收太阳光中的紫外线并将其转换为热能加热大气，由于这种作用大气温度结构在高度50km左右有一个峰，地球上空15～50km存在着升温层。正是由于存在着臭氧才有平流层的存在。而地球以外的星球因不存在臭氧和氧气，所以也就不存在平流层。大气的温度结构对于大气的循环具有重要的影响，这一现象的起因也来自臭氧的高度分布。
2、温室气体的作用，在对流层上部和平流层底部，即在气温很低的这一高度，臭氧的作用同样非常重要。如果这一高度的臭氧减少，则会产生使地面气温下降的动力。因此，臭氧的高度分布及变化是极其重要的。
在大气圈平流层中的臭氧层可以吸收太阳光中的紫外线。臭氧层是大气层的平流层中臭氧浓度高的层次。浓度最大的部分位于20—25公里的高度处。若把臭氧层的臭氧校订到标准情况，则其厚度平均仅为3毫米左右。臭氧含量随纬度、季节和天气等变化而不同。紫外辐射在高空被臭氧吸收，对大气有增温作用，同时保护了地球上的生物免受远紫外辐射的伤害，透过的少量紫外辐射，有杀菌作用，对生物大有裨益。平流层（stratosphere），亦称同温层，是地球大气层里上热下冷的一层，此层被分成不同的温度层，当中高温层置于顶部，而低温层置于低部。它与位于其下贴近地表的对流层刚好相反，对流层是上冷下热的。在中纬度地区，平流层位于离地表10公里至50公里的高度，而在极地，此层则始于离地表8公里左右。
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