南极是一个非常寒冷的地区，终年被冰雪覆盖，四周环绕着海洋。1985 年，英国科学家法尔曼等人在南极哈雷湾观测站发现：1977-1984年每到春天南极上空的臭氧浓度就会减少约 30%，有近 95% 的臭氧被破坏。从地面上观测，高空的臭氧层已极其稀薄，与周围相比像是形成一个“洞”，直径达上千公里，“臭氧洞”由此而得名。在过去10-15年间，每到春天南极上空平流层的臭氧都会发生急剧的大规模耗损。极地上空臭氧层的中心地带，近95%的臭氧被破坏。
臭氧洞可以用一个三维的结构来描述，即臭氧洞的面积、深度及延续时间。1985年前南极臭氧洞大小和深度，大约以两年为消长周期，1987年10月，南极上空的臭氧浓度下降到了1957-1978年间的一半，臭氧洞面积则扩大到足以覆盖整个欧洲大陆。1989-1991年却连续三年发现大规模的臭氧洞。从那以后，臭氧浓度下降的速度还在加快，有时甚至减少到只剩30%，臭氧洞的面积也在不断扩大。根据日本气象厅公布的资料显示，从1982-1991的10年期间，南极臭氧洞的面积扩大了10倍，深度增加了2倍，被破坏的臭氧量估计为过去的4.3倍。1994年10月观测到臭氧洞曾一度蔓延到了南美洲最南端的上空。近年臭氧洞的深度和面积等仍在继续扩展，1995年观测到的臭氧洞的天数是77天，到1996年几乎南极平流层的臭氧全部被破坏，臭氧洞发生天数增加到80天。1997年至今，科学家进一步观测到臭氧洞发生的时间也在提前，1998年臭氧洞的持续时间超过100天，是南极臭氧洞发现以来的最长记录，而且臭氧洞的面积比1997年增大约15%，9月19日出现的最大面积为2720万平方公里。几乎可以相当三个澳大利亚的面积。总之，20世纪90年代中期以来，每年春季南极上空臭氧平均减少2/3。