对于大气臭氧层破坏的原因，科学家们有多种见解。但是大多数人认为，人类过多地使用氯氟烃类化学物质是破坏臭氧层的主要原因。氯氟烃是一种人造化学物质，1930年由美国的杜邦公司投入生产。在第二次世界大战后，开始大量使用，主要用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂等。另外，哈龙类物质（用于灭火器）、氮氧化物也会造成臭氧层的损耗。此外，平流层内超音速飞机排放的大量气体也致使臭氧层破坏。
在平流层内离地面20—30千米的地方是臭氧的集中层带，在这个臭氧层中存在着氧原子、氧分子和臭氧的动态平衡。但是氮氧化物、氯、溴等活性物质及其他活性基因会破坏这个平衡，使其向着臭氧分解的方向转移。而CFCs物质的非同寻常的稳定性使其在大气同温层中很容易聚集起来，其影响将持续一个世纪或更长时间。在强烈的紫外线辐射作用下它们光解出氯原子和溴原子，成为破坏臭氧的催化剂。
环境污染导致的温室效应，使全球变暖的同时，也导致地球的南北两极上空各形成了一个巨大的臭氧空洞。有害的紫外线辐射从臭氧空洞里涌进大气层。
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