Durch komplizierte photochemische Reaktionen wird das Gleichgewicht zwischen den genannten Vorläufersubstanzen und Ozon bei den o.g. Bedingungen zugunsten der Ozon-Bildung verschoben. Bei Wegfall der Strahlung und Temperaturrückgang läuft die Rückreaktion verstärkt ab. Die jeweilige Ozonsituation ist somit einerseits von sehr kurzfristigen Witterungsbedingungen abhängig. Andererseits besteht ein Zusammenhang zu der mittel- und langfristig gebildeten Belastungssituation mit den Vorläufersubstanzen (Verweilzeiten, überregionale Ausbreitung).

Die Höhe der erreichbaren Ozon-Konzentrationen hängt aufgrund des oben gezeigten chemischen Gleichgewichts u.a. von den NOx-Konzentrationen und vom Verhältnis zwischen NO₂ und NO ab. Zur Bildung von hohen O₃-Konzentrationen ist ein Übergewicht des NO₂ gegenüber dem NO erforderlich. Das bedeutet, dass extrem hohe Konzentrationen aufgrund des ständigen Überangebots von NO (ozonreduzierend) in der Nähe stark frequentierter Straßen nicht zu erwarten sind.

Besonders die Ozonkonzentrationen in städtischen Gebieten weisen einen ausgeprägten Tagesgang mit extremen Minima in den frühen Morgenstunden und den täglichen Maxima in den Nachmittagsstunden auf. Mit Einsetzen der Strahlung in den Vormittagsstunden beginnt die Ozonbildung. Die Konzentrationen des O₃ erreichen zeitversetzt nach dem Strahlungs- und Temperaturmaximum ihren höchsten Wert. Mit dem Abklingen der Strahlung, verbunden mit einem Temperaturrückgang, setzt der Abbau des Ozons ein. In den Städten und angrenzenden Gebieten liegen die Stickoxide und andere reduzierende Substanzen auch nachts in ausreichender Konzentration vor.

In ländlichen Gebieten und im Wald ist ein solcher Tagesgang in nur abgeschwächter Form zu beobachten. Da die ozonreduzierenden Substanzen nur in geringen Konzentrationen vorliegen, erfolgt nachts nur ein geringer Rückgang der Ozonwerte. Die Ozon-Belastung ist damit in solchen Gebieten im Durchschnitt wesentlich höher als in den Städten.