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Se denomina capa de ozono u ozonosfera a la zona de la estratosfera terrestre que contiene una concentración relativamente alta1 de ozono. Esta capa, que se extiende aproximadamente de los 15 km a los 50 km de altitud, reúne el 90 % del ozono presente en la atmósfera y absorbe del 97 al 99 % de la radiación ultravioleta de baja frecuencia (150-300 nm), esta fue descubierta por los físicos Charles Fabry y Henri Buisson en el año 1913.
Sus propiedades fueron examinadas en detalle por el meteorólogo británico G.M.B. Dobson, quien desarrolló un sencillo espectrofotómetro que podía ser usado para medir el ozono estratosférico desde la superficie terrestre. Entre 1928 y 1958 Dobson estableció una red mundial de estaciones de monitoreo de ozono, las cuales continúan operando en la actualidad. La unidad Dobson, una unidad de medición de la cantidad de ozono, fue nombrada en su honor
El ozono es la forma alotrópica del oxígeno, que sólo está estable en determinadas condiciones de presión y temperatura. Es un gas compuesto por tres átomos de oxígeno ({\displaystyle O_{3}}O_{3}).
Los mecanismos fotoquímicos que se producen en la capa de ozono fueron investigados por el físico británico Sydney Chapman en 1930. La formación del ozono de la estratosfera terrestre es catalizada por los fotones de luz ultravioleta que al interaccionar con las moléculas de oxígeno gaseoso, que están constituidas por dos átomos de oxígeno ({\displaystyle O_{2}}O_{2}), las separa en los átomos de oxígeno (oxígeno atómico) constituyente; el oxígeno atómico se combina con aquellas moléculas de {\displaystyle O_{2}}O_{2} que aún permanecen sin disociar, formando, de esta manera, moléculas de ozono, {\displaystyle O_{3}}O_{3}.
La concentración de ozono es mayor entre los 15 y 40 km, con un valor de 2-8 partículas por millón, en la zona conocida como capa de ozono. Si todo ese ozono fuese comprimido a la presión del aire al nivel del mar, esta capa tendría solo 3 milímetros de espesor.
El ozono actúa como filtro, o escudo protector, de las radiaciones nocivas, y de alta energía, que llegan a la Tierra, permitiendo que pasen otras como la ultravioleta de onda larga, que de esta forma llega a la superficie. Esta radiación ultravioleta es la que permite la vida en el planeta, ya que es la que permite que se realice la fotosíntesis del reino vegetal, que se encuentra en la base de la pirámide trófica.
Al margen de la capa de ozono, el 10 % de ozono restante está contenido en la troposfera, y es peligroso para los seres vivos por su fuerte carácter oxidante. Elevadas concentraciones de este compuesto a nivel superficial forman el denominado esmog fotoquímico. El origen de este ozono se explica en un 10 % como procedente de ozono transportado desde la estratosfera y el resto es creado a partir de diversos mecanismos, como el producido por las tormentas eléctricas que ionizan el aire y lo hacen, muy brevemente, buen conductor de la electricidad. Pueden verse algunas veces dos relámpagos consecutivos que siguen aproximadamente la misma trayectoria.