臭氧层的作用对地球上的生命是至关重要的，这些作用又是不互相关连的，还有些作用对人类是不利的。
1．吸收紫外-B带紫外光
太阳光谱中，能达到地球表面的有紫外光和可见光，其中紫外-B带的紫外光能被O3吸收。紫外-B带紫外光的波长范围是240～320nm，紫外线波长为200～400nm，紫外线可以促进人类皮肤上合成维生素D的反应，这对骨组织的生成及保护起有益的作用，但紫外-B带的过量照射可以引起皮肤癌、免疫系统和眼的疾病，对动植物也有伤害。因此，臭氧层能吸收紫外-B带紫外光，就保护了地球上的生命。臭氧层能让太阳光中的可见光通过，而吸收掉99％以上的有害紫外辐射，所以有人称臭氧层为地球生命的“保护神”、“保护伞”或“臭氧屏障”，这是对臭氧层有利作用的肯定。
2．臭氧层引起逆温现象
臭氧吸收紫外辐射，必然要升高温度，这就使得平流层升温，使得平流层的温度随高度升高而升高，造成逆温现象。这种逆温现象与对流层的逆温现象一样，增加了大气的稳定度，意为大气的上下对流很难进行，大气中排出的废物在垂直方向混合很慢，但它们在水平方面的传播和比较快，在一个星期左右就能传播到地球上所有经度的地区，几个月内可以达到所有纬度的地区。因此，那些破坏臭氧层的物质，无论在地球的什么地方排放，都会在全球扩散开来，于是，像CO2一样，臭氧层的问题也成为全球问题，任何一个国家和地区要想保护它上方的臭氧层是无能为力的。
3．臭氧是温室气体
前一节已述及温室效应的问题，O3也是一个温室气体，它在大气窗口的波长段有吸收，对流层的O3增加，对大气温度升高会有所贡献，因此，在贴近地面的对流层中O3浓度的增高会引起温室效应的加强，这是对人类的不利作用。
4．光化学烟雾形成的臭氧
光化学烟雾是汽车等排放的尾气在阳光的作用下形成的二次污染物，O3也是光化学烟雾中的主要成分之一，会造成对人类呼吸系统的损害，并对动植物造成伤害，所以，在对流层底部，局部地区出现的q浓度增高会引起大气污染加剧。
