มีความเชื่อมโยงระหว่างการร่อยหรอลงของชั้นโอโซนกับภาวะโลกร้อนอยู่บ้างเล็กน้อย แต่ทั้งสองเรื่องเป็นประเด็นที่ไม่เกี่ยวข้องกัน
การเกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งเป็นกลไกที่ทำให้เกิดภาวะโลกร้อนนั้นเกิดขึ้นที่ชั้นบรรยากาศที่อยู่ใกล้ผิวโลกมากที่สุด นั่นคือ ชั้นโทรโพสเฟียร์ (Troposphere) ระยะทาง 10-15 กิโลเมตรห่างจากผิวโลกขึ้นไป ซึ่งบรรยากาศในชั้นนี้มีปริมาณโอโซนอยู่น้อยมาก เนื่องจากหากโอโซนอยู่ในชั้นนี้จะเป็นอันตรายต่อมนุษย์
ส่วนชั้นบรรยากาศที่พบก๊าซโอโซนมาก ได้แก่ ชั้นสตราโตสเฟียร์ (Stratosphere) ซึ่งอยู่ไกลจากพื้นผิวโลกขึ้นไปประมาณ 50 กิโลเมตร และอยู่เหนือชั้นโทรโพสเฟียร์ โดยก๊าซโอโซนในชั้นบรรยากาศนี้มีหน้าที่ดูดซับรังสีทุกชนิดที่แผ่ออกมาจากดวงอาทิตย์ไว้มิให้ส่องไปยังโลกทั้งหมด โดยเฉพาะรังสีอัลตราไวโอเลตชนิดบีหรือ UV-B ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตและธรรมชาติ
แม้การเกิดภาวะโลกร้อนมิได้มีสาเหตุโดยตรงจากการเกิดรูโหว่ในชั้นโอโซน แต่การเพิ่มขึ้นของสารทำลายโอโซนในชั้นบรรยากาศ นอกจากจะไปเพิ่มความหนาของบรรยากาศในชั้นโทรโพสเฟียร์ซึ่งทำให้รังสีความร้อนถูกสกัดกั้นและแผ่ความร้อนกลับมายังผิวโลกได้มากขึ้นแล้วนั้น สารทำลายชั้นโอโซนที่สามารถทะลุผ่านชั้นโทรโพสเฟียร์ขึ้นไปยังชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ก็จะไปทำลายโอโซนได้อย่างรวดเร็วจากการเกิดปฏิกิริยาแบบลูกโซ่ ดังนั้น ผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกจึงยิ่งรุนแรงมากขึ้น