臭氧层主要位于大气层的平流层中；地球大气层从下到上通常分为5个主要层次：对流层、平流层、中间层、热层（暖层）和散逸层（外层）。1. 对流层：紧贴地球表面，是大气层最底部的层次，绝大多数天气现象都发生在此层，厚度约为7至20公里，随纬度和季节有所变化。2. 平流层：位于对流层上方，臭氧层集中分布于此层的下部至中部区域，该层大气以水平运动为主，气流平稳，适合民用航空飞行。3. 中间层：从平流层顶部延伸至约85公里的高度，气温随高度升高而快速下降，顶部气温可降至-100℃以下。4. 热层（暖层）：范围约为85公里至500公里，该层温度随高度升高急剧升高，最高可达到数千摄氏度，同时存在电离层，能够反射无线电短波信号。5. 散逸层（外层）：是大气层的最外层，从500公里高度向上延伸至星际空间，大气粒子运动速度极快，部分高能粒子可以逃逸至太空。
