臭氧层能吸收绝大部分太阳紫外线,使生物免受有害紫外线危害。在自然状态下,大气平流层中的臭氧分子能够吸收紫外线的能量,分解成氧原子,并很快与大气中的氧发生进一步化学反应生成新的臭氧分子,使臭氧层中的臭氧分子达到动态平衡。这个过程周而复始,阻挡了大量的有害紫外线到达地球。保护了人类健康和生态系统。
臭氧层的另外一个作用,就是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。
臭氧层还有一个作用,就是保温作用。在对流层上部和平流层底部,即在气温很低的这一高度,因为有臭氧层的存在,才能使地面的气温下降得没那么快。