الأوزون (O3)، هو غاز نزر في طبقة التروبوسفير من الغلاف الجوي للأرض، ويتراوح متوسط تركيزه بين 20 إلى 30 جزءًا من المليار حسب الحجم (ppbv)، مع اقترابه من 100 جزء من المليار في المناطق الملوثة. يعتبر الأوزون أيضًا مكونًا هامًا من طبقة الستراتوسفير، حيث توجد طبقة الأوزون بين 10 إلى 50 كيلومترًا فوق سطح الأرض. تعتبر التروبوسفير أدنى طبقات الغلاف الجوي للأرض. تمتد طبقة التروبوسفير من سطح الأرض إلى ارتفاع متغير يصل إلى 14 كيلومترًا تقريبًا فوق سطح البحر. يصل الأوزون إلى تركيزه الأدنى عند الطبقة الأرضية، أو ما يُعرف بطبقة الحدود الكوكبية، من التروبوسفير. ينشأ أوزون المستوى الأرضي، أو أوزون التروبوسفير، نتيجةً لتفاعلات كيمائية بين أكاسيد النيتروجين (غازات NOx) والمركبات العضوية المتطايرة (VOCs). يتشكل الأوزون عند مزج هذه المركبات الكيميائية في وجود ضوء الشمس. ويزداد تركيزه بزيادة الارتفاع فوق سطح البحر، ويصل ذروته عند التروبوبوز. يوجد 90% تقريبًا من إجمالي أوزون الغلاف الجوي في طبقة الستراتوسفير، و10% في طبقة التروبوسفير. ورغم انخفاض تركيز الأوزون في التروبوسفير عنه في الستراتوسفير، يعتبر أوزون التروبوسفير ذا أهمية كبيرة بسبب آثاره الصحية. يعتبر أوزون التروبوسفير أحد الغازات الدفيئة، ويمكن أن يساهم في ظاهرة الاحتباس الحراري. تدفع التفاعلات الكيميائية، والكيميائية الضوئية، الخاصة بتشكل الأوزون العديد من العمليات الكيميائية التي تحدث في التروبوسفير في الليل والنهار. وعند التركيزات المرتفعة بشكل غير طبيعي لأوزون التروبوسفير (وتعتبر الانبعاثات الناتجة عن احتراق الوقود الحفري أكبر المصادر لهذه التركيزات)، يمكن أن يعتبر هذا الأوزون غازًا ملوثًا، وأحد مكونات الضبخان. ارتفعت مستويات أوزون التروبوسفير بشكل كبير منذ الثورة الصناعية، بسبب انبعاثات أكاسيد النيتروجين والمركبات العضوية المتطايرة كمنتجات ثانوية للاحتراق. ومع زيادة الحرارة وضوء الشمس في أشهر الصيف، يتشكل المزيد من الأوزون؛ وهذا يفسر سبب ارتفاع مستويات التلوث في بعض المناطق خلال شهور الصيف. ورغم أنه نفس الجزيء، يعتبر أوزون التروبوسفير ضارًا بصحتنا، بخلاف أوزون الستراتوسفير الذي يحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الزائدة.
يتفكك الأوزون ضوئيًا عند الأطوال الموجية الأقل من 310 إلى 320 نانومترًا تقريبًا. يبدأ هذا التفاعل سلسلةً من التفاعلات الكيميائية التي تزيل أول أكسيد الكربون، والميثان، والهيدروكربونات الأخرى من الغلاف الجوي عبر الأكسدة. وبالتالي، يتحكم تركيز أوزون التروبوسفير في مدة بقاء هذه المركبات في الهواء. وإذا حدثت أكسدة أول أكسيد الكربون والميثان في وجود أكسيد النيتروجين (NO)، ستؤدي سلسلة التفاعلات إلى إنتاج كمية من الأوزون مضافة إلى النظام.