W atmosferze ziemskiej znajduje się ozon, który tworzy warstwę zatrzymującą szkodliwe promieniowanie nadfioletowe. Dziura ozonowa jest zmniejszeniem grubości tej powłoki. Główną przyczyną jej powstawania są dostające się do atmosfery freony (dawniej stosowane jako na przykład środek chłodzący w lodówkach lub gaz w aerozolach), z których na skutek promieniowania wydziela się chlor i fluor – pierwiastki te biorą udział w reakcjach chemicznych, które prowadzą do niszczenia ozonu.
Dziura ozonowa jest jednym ze skutków zanieczyszczenia środowiska.