Стратосферный озоновый слой защищает Землю от ультрафиолетового излучения, и закись азота играет центральную роль в его разрушении. N₂O — единственный значимый природный источник оксидов азота в стратосфере, которые катализируют распад О₃.
В условиях полярной зимы температура стратосферы падает ниже −78°C, что создаёт условия для образования полярных стратосферных облаков (ПСО). На поверхности частиц этих облаков протекают гетерогенные химические реакции, активирующие хлор и бром из антропогенных соединений.
N₂O поступает в стратосферу через тропические районы и медленно распространяется к полюсам. Молекулы N₂O подвергаются фотолизу и реагируют с возбуждёнными атомами кислорода, производя монооксид азота NO — непосредственный агент разрушения озона.