Sự suy giảm tầng ozon bao gồm hai sự kiện liên quan được quan sát thấy kể từ cuối những năm 1970: sự giảm đều đặn khoảng 4% tổng lượng ozon trong bầu khí quyển của Trái Đất (tầng ozon) và sự sụt giảm lớn hơn nhiều vào mùa xuân của ozon tầng bình lưu xung quanh các vùng cực của Trái Đất. Hiện tượng sụt giảm ozone tại các vùng cực được gọi là lỗ thủng ozon. Ngoài các sự kiện tầng bình lưu này còn có các sự kiện suy giảm tầng ozon ở tầng đối lưu tại các cực vào mùa xuân. Nguyên nhân chính của sự suy giảm tầng ozon và lỗ thủng ozon là do các hóa chất được hình thành trong sản xuất, đặc biệt là chất làm lạnh halocarbon, dung môi, thuốc phóng và tác nhân tạo bọt (các chất chlorofluorocarbon (CFCs), HCFCs, haloalkan), được gọi là các chất làm suy giảm tầng ozon (ozone-depleting substances, ODS). Các hợp chất này được đưa vào tầng bình lưu bằng cách trộn một cách hỗn loạn sau khi phát ra từ bề mặt, tốc độ trộn nhanh hơn nhiều so với tốc độ các phân tử có thể lắng xuống. Khi ở trong tầng bình lưu, chúng giải phóng các nguyên tử từ nhóm halogen thông qua quá trình phân ly quang học, việc này trở thành xúc tác cho sự phân hủy ozon (O3) thành oxy (O2). Cả hai loại suy giảm tầng ozon đều làm gia tăng khi lượng khí thải halocarbon tăng lên. Sự suy giảm tầng ozon và lỗ thủng tầng ozon đã gây ra mối lo ngại trên toàn thế giới về việc gia tăng nguy cơ ung thư và các tác động tiêu cực khác. Tầng ozon ngăn chặn hầu hết các bước sóng có hại của tia cực tím (UV) đi qua bầu khí quyển của Trái Đất. Những bước sóng này gây ra ung thư da, cháy nắng, mù vĩnh viễn và đục thủy tinh thể, được dự đoán là sẽ tăng lên đáng kể do tầng ozon loãng, cũng như gây hại cho thực vật và động vật. Những lo ngại này đã dẫn đến việc thông qua Nghị định thư Montreal vào năm 1987, cấm sản xuất CFC, halogen và các hóa chất khác làm suy giảm tầng ozon. Lệnh cấm này có hiệu lực từ năm 1989. Mức độ ozon ổn định vào giữa những năm 1990 và bắt đầu phục hồi vào những năm 2000, khi sự dịch chuyển của dòng tia ở bán cầu nam về phía cực nam đã dừng lại và thậm chí có thể đảo ngược. Sự phục hồi dự kiến sẽ tiếp tục trong thế kỷ tới, và lỗ thủng ozon dự kiến sẽ đạt mức trước năm 1980 vào khoảng năm 2075. Vào năm 2019, NASA đã báo cáo rằng lỗ thủng ozon trở nên nhỏ nhất kể từ khi nó được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1982. Nghị định thư Montreal được coi là thỏa thuận quốc tế về môi trường thành công nhất cho đến nay.