臭氧空洞是地球大气上空平流层（臭氧层）的臭氧从1970年代开始，每年递减的一种现象。在两极地区的部份季节，递减速度还超过每十年4%，而在春季时连对流层的臭氧也在减少，形成所谓臭氧空洞。臭氧消耗的主要原因是氯化物和溴化物对臭氧分解的催化作用引起的，这些卤素主要来源于地面释放的氟氯烃（CFC），商品名称为氟里昂。
1976年，美国国家科学院的报告肯定了对臭氧层被CFC破坏的假设，美国、加拿大和北欧等国开始限制在喷雾设施中使用CFC作为分散剂。1978年，美国禁止使用CFC分散剂，但欧盟不同意，美国也仍然在冰箱制冷和干洗领域继续使用CFC，不过全世界的CFC生产总量有所下降，到1986年回落到1976年的水平。1985年20国签定了保护臭氧层维也纳公约，1987年，43个国家签定了蒙特利尔议定书，生产厂家也开始转产，因为“专利权再也不保护他们了，但同时也为他们提供了一个机遇，去寻找新的、更能赢利的替代产品。”1993年，杜邦公司关闭了他们的CFC生产厂。
蒙特利尔议定书的签约国家约定从1993年开始，逐渐停止使用CFC作为制冷剂，到1999年要在1986年的水平上削减50%的使用量。在1990年的伦敦会议上，决定发达国家到2000年，发展中国家到2010年，除了只有少量应用在治疗哮喘时作为吸入剂外，全面禁止使用CFC和灭火剂哈隆。1992年在哥本哈根会议上，全面禁止的日期提前到1996年，同时将禁止产品增加了甲基溴，一种农业上应用的熏蒸剂，发达国家应该向发展中国家提供专家、技术和资金的援助。但作为例外的少量允许使用的产品仍然受到批评。
氟利昂可以被含氢氟氯烃（HCFC）或氢氟烃（HFC）所取代，这些产品虽然也会产生温室气体，但不会破坏臭氧层，此外还有多种可替代产品。
2011年春季北极上空首现臭氧空洞根据全球总臭氧观测的结果表明，每到春季南北极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。
南极臭氧空洞恶化
1987年10月，南极上空的臭氧浓度下降到了1957-1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。从那以后，臭氧浓度下降的速度还在加快，有时甚至减少到只剩30%，臭氧洞的面积也在不断扩大。
1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。1995年观测到的臭氧洞的天数是77天，到1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏，臭氧洞发生天数增加到80天。1997年，科学家进一步观测到臭氧洞发生的时间也在提前，1998年臭氧洞的持续时间超过100天，是南极臭氧洞发现以来的最长记录，而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%，几乎可以相当三个澳大利亚的面积。这一迹象表明，南极臭氧空洞的损耗状况正在恶化之中。
2011年11月，日本气象厅发布的消息称，2011年以来测到的南极上空臭氧层空洞面积的最大值超过去年，已相当于过去10年的平均水平。日本气象厅利用美国航天局的卫星观测数据，发现9月2日南极上空臭氧层空洞的面积达到今年截至目前的最大值2550万平方公里，是南极洲面积的约1.8倍。虽然这个数值低于2000年2960万平方公里的历史最高纪录，却大幅超过2010年南极上空的臭氧层空洞面积2190万平方公里，2010年的这一数值在上世纪90年代以来的观测值中位列倒数第三。
北极首现臭氧空洞
1980年～1991年南极10月份南极平均臭氧浓度分布2011年10月，多国研究人员共同完成并发表在《自然》杂志网站上的报告称，对2011年春天北极上空臭氧观测数据的分析显示，确认北极首次出现了类似南极上空的臭氧空洞，在18到20公里的高空臭氧减少的幅度超过了80%，可谓史无前例。 面积最大时相当于5个德国或美国加利福尼亚州。青藏高原臭氧总量减少
90年代初，中国北京、昆明、黑龙江、浙江、青海等地臭氧观测结果表明，当地的臭氧总量不断减少。同时青藏高原6至9月形成了大气臭氧低值中心。拉萨地区上空臭氧总量比同纬度地区低11%，且1979年至1991年间臭氧总量平均年递减率达0.35%。国际保护臭氧层专家警告：如果任其发展下去，世界屋脊的上空将继南北两极之后，出现世界第三个臭氧层空洞。
臭氧空洞臭氧空洞指的是因空气污染物质，特别是氧化氮和卤化代烃等气溶胶污染物的扩散、侵蚀而造成大气臭氧层被破坏和减少的现象。1984年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：在过去10~15年间，每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约30%，极地上空的中心地带有近95%的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”， “臭氧洞”由此而得名。
臭氧层的臭氧浓度减少，使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境产生破坏作用，影响人类和其他生物有机体的正常生存。
