CFC ảnh hưởng đến tầng ôzôn bằng cách phá hủy các phân tử ôzôn. CFC, hoặc chlorofluorocarbons, thường là các phân tử ổn định, nhưng khi tia UV chiếu vào chúng, chúng bị phân hủy. Nguyên tử clo giải phóng từ khí CFC tàn phá các phân tử ôzôn.
Các phân tử ôzôn được tạo thành từ ba nguyên tử ôxy thay vì hai nguyên tử thông thường tạo nên ôxy trong khí quyển bình thường. Ôzôn tạo thành một lớp bảo vệ trong tầng bình lưu và bảo vệ Trái đất khỏi các tia có hại của mặt trời, cụ thể là tia cực tím của mặt trời. Ở độ cao thấp hơn tầng bình lưu, ôzôn trở thành chất gây ô nhiễm và là thành phần của sương khói. Gió đưa CFC vào tầng cao của bầu khí quyển hoặc tầng bình lưu.
Khi tia UV chiếu vào phân tử CFC, clo sẽ thoát ra khỏi phân tử. Clo là một nguyên tố có phản ứng cao, vì vậy các nguyên tử clo dễ dàng liên kết với bất cứ thứ gì có sẵn. Nguyên tử clo tự do gặp các phân tử ôzôn, liên kết và xé bỏ một nguyên tử ôxy duy nhất. Một phân tử clo monoxit hình thành và sau đó gặp một nguyên tử oxi tự do. Hai nguyên tử oxy liên kết, tạo thành oxy trong khí quyển, để nguyên tử clo tự do phá hủy một phân tử ozone khác. Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường, một nguyên tử clo có thể phá hủy hàng chục nghìn phân tử ôzôn.
Do quá trình phá hủy tầng ôzôn này, tầng ôzôn đang mỏng dần ở nhiều nơi trên thế giới. Với Nghị định thư Montreal năm 1989, cộng đồng quốc tế đã cùng nhau loại bỏ dần các chất làm suy giảm tầng ôzôn.
