臭氧的生成原因如下：
自然生成。在地球的大氣層中，主要是平流層，氧分子會受到紫外線照射而分解成兩個單原子氧，這兩個單原子氧又會與其他氧分子結合形成臭氧。這個過程被稱為局部臭氧生成。此外，在平流層中的高溫放電現象會使氧氣分子裂解形成活性原子氧，並在大氣中形成臭氧。植物光合作用也會釋放氧氣，這些氧氣分子受到紫外線照射後會形成臭氧。此外，植物在繁殖和捕食防禦過程中可以通過生物合成的方式產生臭氧。
人為生成。二氧化碳、一氧化碳和氧氣之間存在著基本光化學循環，即二氧化碳在光照作用下分解出氧原子和一氧化氮，氧原子可以與大氣中的氧氣反應生成臭氧。但一氧化碳的存在又可以消耗臭氧。大氣中同時大量存在揮發性有機物，會將這個平衡打破，導致臭氧濃度升高。當光照充足、溫度較高時，這一系列的光化學反應就會快速發生，造成近地面臭氧的積累。地表臭氧是由氮氧化物（NOx）和揮發性有機化合物（VOCs）在陽光照射下通過光化學反應產生的。
此外，實驗室、醫療衛生、印染、污水處理、工業漂白、化工等領域會生產臭氧。