O ozônio ocorre naturalmente na estratosfera, a 10-13 km acima da Terra, onde protege o planeta dos raios ultravioleta B prejudiciais. O ozônio deve ser raro na troposfera, a camada que se estende por 10 km a partir da superfície, mas a Agência de Proteção Ambiental alerta que emissões industriais e automotivas de compostos orgânicos voláteis criaram quantidades perigosas de ozônio na troposfera. Este ozônio ao nível do solo causa problemas de saúde em humanos, cria smog, reduz a produtividade das culturas e danifica a vegetação. A Lei do Ar Limpo encarrega a EPA de promover programas para reduzir emissões e diminuir a quantidade de ozônio ao nível do solo.
O ozônio penetra nas folhas das plantas e oxida o tecido, causando danos. O crescimento da planta é atrofiado e sua capacidade de realizar fotossíntese é reduzida. A planta produz menos oxigênio para retornar ao ar e menos alimento para si mesma. Este tipo de dano ocorre onde o ozônio excede níveis seguros para a vegetação, afetando frequentemente parques urbanos e áreas verdes, bem como parques nacionais, florestas e áreas recreativas. Concentrações de ozônio ao nível do solo e áreas verdes afetadas são monitoradas pelo Instrumento de Mapeamento de Ozônio da NASA.
A cultura de soja dos EUA vale 27 bilhões de dólares por ano. Segundo um estudo de cinco anos da NASA, apresentado na Assembleia Conjunta da American Geophysical Union em maio de 2009, o dano do ozônio ao nível do solo à cultura de soja dos EUA reduziu a produtividade em até 10% ou 2 bilhões de dólares. O ozônio ao nível do solo nas regiões agrícolas do meio-oeste resulta do calor do verão combinado com massas de ar estagnadas que aceleram as reações químicas entre monóxido de carbono, hidrocarbonetos e óxido de nitrogênio. Essas emissões resultam da queima de combustíveis fósseis.
O ozônio reage fortemente com tecido vivo e é tóxico em altos níveis. Irritação pulmonar e tosse ocorrem mesmo quando baixas quantidades de ozônio ao nível do solo são inaladas. Respirar ozônio resulta em irritação na garganta e congestão. Para aqueles que já sofrem de doenças pulmonares como bronquite, enfisema e asma, o ozônio agrava essas condições. A exposição de longo prazo ao ozônio pode resultar em tecido pulmonar cicatrizado. Como o ozônio ao nível do solo se forma em concentrações mais altas ao ar livre em clima quente, crianças e trabalhadores externos estão especialmente em risco. Pesquisadores da NASA estimam que 4.000 mortes por ano podem ser atribuídas a altos níveis de ozônio no verão.
Emissões de combustíveis fósseis resultando em concentrações aumentadas de ozônio ao nível do solo aumentaram 25% desde o início do século XX. Isso pode contribuir para a mudança climática, resultando em períodos mais longos de seca e secas mais severas. Segundo o Painel Intergovernamental sobre Mudança Climática, os pesquisadores precisam estudar mais esta área, pois os modelos climáticos são muito complexos.