A molekulában delokalizált kötés van. Az ózonmolekula nem stabilis, könnyen bomlik oxigéngázra és atomos oxigénre:

O₃ → O₂ + O.

Standard körülmények között világoskék színű, szúrós szagú gáz. Szaga nagy feszültségű kisülések közelében érezhető, mert ilyenkor keletkezik. A természetben villámláskor, illetve a Napból érkező nagy energiájú ultraibolya sugarak hatására az oxigénmolekulák átalalkulhatnak ózonmolekulákká:

3 O₂ → 2 O₃

Az ózon a légkör magasabb rétegeiben keletkezik a nagy energiájú ultraibolya sugárzás hatására az oxigénmolekulákból. A Földet körülvevő, mintegy 8 km vastagságú ózonréteg részben megköti a világűrből érkező, az élő szervezetre káros sugárzás egy részét, másrészt a Föld hőháztartásában is jelentős szerepe van.

A felszínközeli ózon számos egészségi problémát okoz. Különösen veszélyesek és rákkeltők az ózon másodlagos reakciótermékei, részben igen reakcióképes szabad gyökök, melyek szintén erősen oxidatívak, illetve mérgezőek. Maró hatásuk révén izgatják a szemet és a nyálkahártyát.

Tüdőbe kerülve már kis koncentráció mellett is légúti gyulladást okozhatnak. Növények esetében a magas ózonszint a levelek károsodásához vezethet, a sejtfalak roncsolásán keresztül. Ezen felül gátolja a fotoszintézist és a gyökérlégzést is.