Thâm thủng ozon được quan sát thấy trên toàn cầu nhưng nhiều nhất là ở các vĩ độ cao (tức là gần các địa cực). Thí dụ được biết đến nhiều nhất là lớp ozon ở Nam Cực bị mỏng đi hằng năm vào mùa xuân. Khi lỗ thủng ozon trên Nam Cực tăng to đến mức bao phủ các phần phía nam của Úc và New Zealand, những người bảo vệ môi trường lo rằng các tia cực tím trên bề mặt Trái đất có thể gia tăng đáng kể.
Nguyên nhân chính của giảm sút ozon ở Nam Cực và các nơi khác là sự hiện diện của các khí gốc có chứa clo (trước nhất là các CFC và các hợp chất clo với cacbon như Cacbon tetraclorua, clorofom…) trong khí quyển, bị phân giải khi có tia cực tím tạo thành các gốc clo tự do trở thành chất xúc tác làm phân hủy ozon.
Người ta tính rằng một phân tử CFC mất trung bình là 15 năm để đi từ mặt đất lên đến các tầng trên của khí quyển và có thể ở đó khoảng một thế kỷ, phá hủy đến cả trăm ngàn phân tử ozon trong thời gian này. Các khí CFC được sử dụng trong sản xuất tủ lạnh, các dạng bình phun dưới áp suất và một số hóa chất đóng gói dạng bột…
Ngoài ra, một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Mỹ khẳng định nitơ oxit (N2O), được nhiều người biết với cái tên “khí cười”, đã trở thành mối họa lớn nhất đối với tầng ozon và nó có khả năng tồn tại suốt nhiều thế kỉ. N2O được tạo ra bằng cách sản xuất phân bón nitơ hay xử lí nước thải.
Trong nỗ lực ngăn chặn sự suy giảm tầng ozon trên toàn cầu, các quốc gia trên thế giới đã công nhận Nghị định thư Montreal cấm việc sản xuất các hóa chất phá hủy tầng ozon, trong đó có CFC. Nhưng N2O là loại khí không có trong danh mục Nghị định thư Montreal. Và việc thải N2O có thể đảo ngược thành quả trên, thậm chí có thể khiến tình hình trở nên tồi tệ.
Tháng 11 năm 2011, tổ chức Khí tượng thế giới (WMO) cho biết lượng ozon trong tầng bình lưu tại Bắc cực đã giảm 80% và trở nên mỏng đến nỗi có thể gọi là “lỗ thủng tầng ozon” như tại Nam cực. Như vậy, các vùng Bắc cực như Scandinavia, Greenland và Siberia sẽ phải nhận thêm một lượng tia cực tím nhiều hơn từ Mặt trời.