Ozon je otrovni plin plave boje sastavljen od tri molekule kisika (O3), koji može biti ili opasan po zdravlje ili koristan za život na Zemlji, ovisno o tome gdje se opaža u atmosferi. Na nižim razinama u atmosferi, koncentracija ozona iznad minimalnih količina može uzrokovati zdravstvene učinke, utjecati na rast biljaka i uzrokovati onečišćenje zraka i oštećenja zgrada. U gornjim slojevima atmosfere 10-20 milja (20-30 kilometara) iznad tla, ozon djeluje kao štit koji sprječava da neke štetne ultraljubičaste zrake sunca dođu do tla.
Ozon niske razine nastaje reakcijama vozila na naftni pogon s hlapljivim organskim spojevima (VOC) koji se nalaze u benzinu i otapalima boja. Kako se spojevi nakupljaju u atmosferi, oni reagiraju s normalnim molekulama kisika (O2) i stvaraju ozon i druge spojeve koji doprinose smogu ili onečišćenju zraka. Ozon je kemijski aktivan i kada se udiše može reagirati s plućnim tkivima i uzrokovati oštećenja. Također je korozivan i može uzrokovati oštećenje zgrade zbog reakcija s vanjskim građevinskim proizvodima.
Ozon u malim koncentracijama može biti koristan u kontroliranoj uporabi, jer može djelovati kao dezinficijens za uklanjanje klica. Generatori ozona se mogu koristiti za postrojenja za pročišćavanje vode i u nekim sustavima za pročišćavanje zraka za uklanjanje klica. To se namjerno drži u niskim koncentracijama kako bi se smanjili potencijalni negativni učinci na zdravlje. Primjer ozona kao pročišćivača zraka javlja se kada se u grmljavini generiraju munje, a nakon toga zrak miriše svježije. Visoka električna energija u munjama može stvoriti ozon iz molekula kisika, koji će reagirati s onečišćenjem zraka i privremeno očistiti zrak.
U gornjim slojevima atmosfere ozon nastaje prirodno reakcijom molekula kisika sa sunčevom svjetlošću visokog intenziteta. Ozon je vrlo dobar apsorber ultraljubičastog-B (UVB) valnih duljina zračenja, za koje se zna da potiče rak kod ljudi i mnogih životinja. Ozon stalno reagira s drugim česticama, a zatim se obnavlja tijekom dana, održavajući konstantnu koncentraciju ozona. Količina je vrlo mala, mjerena na nekoliko dijelova na milijardu dijelova zraka, ali važna za UVB zaštitu.
Klorofluorougljikovodici (CFC) izumljeni su 1930-ih kao skupina proizvoda potrebnih za zamjenu opasnih rashladnih sredstava kao što su amonijak i metil klorid, koji su bili ili zapaljivi ili toksični. Testovi s CFC-ima pokazali su da ljudi i životinje mogu biti sigurno izloženi curenju manjih količina pronađenim u domovima i manjim tvrtkama bez rizika. U kratkom razdoblju, CFC-i su se široko koristili diljem svijeta u rashladnim uređajima, aerosolnim sprejevima i sredstvima za gašenje požara.
Istraživanja koja su započela 1960-ih pokazala su da je u nekim dijelovima gornje Zemljine atmosfere koncentracija ozona opadala. Do 1980-ih godina postojao je jasan odnos između gubitaka ozonskog omotača i CFC-a koji su ispušteni u zrak koji je dosegao gornju atmosferu. Znanstvenici su predložili da su iznimno stabilne molekule CFC-a ostale u Zemljinoj atmosferi dugi niz godina, a na kraju su im zračne struje i vrijeme omogućili da dosegnu atmosferske visine gdje je koncentracija ozona bila najveća.
Ista energija sunčeve svjetlosti koja je stvorila ozon također je bila dovoljno jaka da razbije molekule CFC-a, oslobađajući molekule klora (Cl). Te su molekule, zajedno s prašinom i kristalima leda na velikim visinama, formirale reakcijska mjesta koja su razbila ozon i stvorila normalne molekule kisika. Iako su se te reakcije događale posvuda u atmosferi, vrlo niske temperature i vremenski uvjeti pronađeni iznad Južnog pola uzrokovali su tamo veću brzinu reakcije.
Satelitski podaci pokazali su vrlo nisku koncentraciju ozona iznad Južnog pola u vrlo rano polarno proljeće, nakon nekoliko mjeseci tame. Znanstvenici i mediji su u to vrijeme skovali izraz “ozonska rupa” kako bi objasnili učinak. Iako je ozonska rupa bila privremena svakog proljeća i relativno brzo je nestala, izazvala je veliku zabrinutost zbog dugotrajnog učinka CFC-a.
Godine 1987. gotovo 200 zemalja koje pripadaju Ujedinjenim narodima potpisalo je Montrealski protokol i pristalo postupno ukinuti ili zaustaviti proizvodnju CFC-a u određenim rokovima. Promjene su uvedene u sporazum tijekom sljedećih desetljeća jer su novi dokazi pokazali veće oštećenje ozona nego što se prvobitno mislilo. CFC-i su zamijenjeni spojevima s malo ili nimalo klora u svojim molekulama, nazvanim hidroklorofluorougljikohidrati (HCFC) i hidrofluorougljikovodici (HFC).
Razvio se interes za korištenje zapaljivih plinova poput propana, pa čak i amonijaka za neke primjene, jer ti proizvodi ne uzrokuju oštećenje ozona. Početkom 21. stoljeća proizvođači su tražili načine da sigurno ugrade zapaljive plinove u potrošačke proizvode. Istraživanje je također prošireno kako bi uključilo nezapaljive plinove kao što je ugljični dioksid i druge tehnologije koje bi mogle hladiti hranu bez upotrebe rashladnih plinova.