Nguyên nhân dẫn tới tình trạng trên được cho là ảnh hưởng của nhiệt độ thấp. Trong điều kiện này, các hợp chất phân huỷ ozone (hợp chất chlorine) sẽ hoạt động mạnh nhất.

Các chất phân huỷ ozone có nguồn gốc từ các chất như chlorofluorocarbon (viết tắt là CFC) được sử dụng vào cuối thế kỷ XX ứng dụng trong tủ lạnh và thiết bị cứu hoả. CFC được chứng minh là nguyên nhân gây lỗ thủng ozone tại Nam Cực.

Việc sử dụng CFC đã được hạn chế và bị cấm hoàn toàn từ năm 1987 bởi Nghị định thư Montreal và các văn bản thực thi.

Michelle Santee – Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của Nasa (Nasa's Jet Propulsion Laboratory (JPL)) cho biết, vào mùa đông nhiệt độ tầng bình lưu của Bắc Cực biến động rất lớn. Có những mùa đông khá ấm, có mùa lại rất lạnh. Tuy nhiên trong vài chục năm trở lại đây, mùa đông tại tầng bình lưu Bắc Cực đang ngày càng lạnh hơn.

Các số liệu về sự suy giảm ozone tại Bắc Cực đã được công bố tháng tư năm 2011, tuy nhiên tạp chí Nature là tạp chí đầu tiên có đầy đủ các số liệu phân tích về lỗ thủng này.

Tầng ozone ngăn cản tia tử ngoại không cho các tia này xâm nhập vào khí quyển trái đất. Tia tử ngoại chính là nguyên nhân gây ung thư da và nhiều bệnh tật khác.