Tầng ôzôn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc bảo vệ sự sống trên Trái Đất khỏi tác động của tia cực tím có hại từ Mặt Trời. Ôzôn là một dạng phân tử oxy có khả năng hấp thụ phần lớn tia cực tím bước sóng ngắn, giúp ngăn cản tia UV-B và UV-C xuyên qua bầu khí quyển và chiếu trực tiếp lên bề mặt Trái Đất. Nếu không có tầng ôzôn, các sinh vật sống, đặc biệt là con người, sẽ phải đối mặt với nguy cơ mắc các bệnh về da như ung thư da, đục thủy tinh thể và suy giảm hệ miễn dịch. Ngoài ra, tầng ôzôn còn góp phần duy trì sự cân bằng sinh thái bằng cách bảo vệ các loài thực vật và sinh vật phù du ở đại dương, những thành phần quan trọng của chuỗi thức ăn.

Không chỉ dừng lại ở việc bảo vệ các sinh vật khỏi tác hại của tia cực tím, tầng ôzôn còn tham gia điều hòa nhiệt độ khí quyển, góp phần vào sự ổn định của các quá trình thời tiết và khí hậu toàn cầu. Sự suy giảm của tầng ôzôn do hoạt động của con người, tiêu biểu như phát thải các chất chlorofluorocarbon (CFC), đã từng gây nên hiện tượng "lỗ thủng ôzôn" tại Nam Cực, kéo theo nhiều hệ quả xấu cho môi trường. Nhận thức rõ vai trò của tầng ôzôn, cộng đồng quốc tế đã nỗ lực thực hiện nhiều biện pháp như Nghị định thư Montreal nhằm kiểm soát và hạn chế các chất phá hủy tầng ôzôn, qua đó bảo vệ lá chắn tự nhiên của hành tinh xanh.