L'ozone se forme naturellement lorsque l'oxygène de l'atmosphère terrestre est exposé à de fortes concentrations de rayons ultraviolets. Il se forme également artificiellement lorsque les émissions d'azote et d'oxygène des moteurs à combustion interne sont exposées à la lumière du soleil.
L'ozone se forme naturellement dans la haute atmosphère terrestre. Lorsque l'oxygène gazeux (O2) dans l'atmosphère est exposé à la lumière ultraviolette, la liaison chimique entre les deux atomes d'oxygène est rompue. L'atome d'oxygène supplémentaire se lie à une molécule d'O2 existante dans l'atmosphère, formant de l'ozone (O3).
L'ozone se forme également à partir des gaz d'échappement des voitures, qui contiennent de l'oxyde nitrique (2NO), une molécule instable d'azote et d'oxygène. Les molécules d'azote se désagrègent naturellement lorsqu'elles sont exposées au soleil, ce qui signifie que lorsque l'oxyde nitrique est libéré dans l'atmosphère, il se décompose et libère un atome d'oxygène libre, qui se lie aux molécules d'O2 existantes et forme de l'ozone gazeux.