臭氧濃度的監測方法主要包括靛藍二磺酸分光光度法、紫外光度法、化學發光法、差分吸收光譜等。

1、靛藍二磺酸分光光度法：監測原理是空氣中的O3在磷酸鹽緩沖溶液存在下，與吸收液中藍色的靛藍二磺酸鈉（C16H8O8Na2S2，簡稱IDS）等摩爾反應，褪色生成靛紅磺酸鈉，在610 nm處測量吸光度，根據藍色減退的程度定量空氣中O3的濃度。

該方法是一種化學監測方法，需要采集樣品再進行分析，步驟較為繁瑣且采樣體積較大，是早期環境空氣臭氧分析的主要方法，目前已逐步被自動監測方法取代但仍有所應用，主要適用于分析測試條件較為艱苦以及在線儀器無法工作地區的臭氧分析[2]。

2、紫外光度法：利用臭氧在波長253.7nm處具有最大吸收值的特性來監測臭氧濃度。根據朗伯-比爾定律式可知，當一光束通過臭氧氣體光程長度為d時，只需測得入射光束的強度I0和該光束穿透含有臭氧的空氣后的強度I，就可以計算出臭氧的濃度C。

該方法作為一種非破壞性的物理監測方法，適用于連續實時監測，方便簡單，靈敏度高。由于紫外光度法監測結果的準確性和對臭氧的特異性，是目前城市空氣質量自動監測站常用的方法。

3、化學發光法：將樣品空氣以恒定的流量通過顆粒物過濾器進入儀器反應室，空氣中的臭氧與過量乙烯混合，瞬間反應后產生最大波長約為400nm的可見光，樣品空氣中臭氧濃度與測量光強成正比。

4、長光程差分吸收光譜法（DOAS）：工作原理是來自高功率氮弧燈4的光束通過共軸望遠鏡3，直接照射到遠處的反射鏡1上，反射回的光線經光導纖維5傳入光譜儀6的入射口，經過一系列光學轉換和信號放大處理之后，被光譜儀內的數據采集系統7記錄下來。用上述方法獲得足夠數據后，就可建立起吸收光譜數據庫。通過吸收光譜與參比光譜對照，可以對包括臭氧在內的十余種氣體組分作定性分析，通過測量光吸收強度，可以算出氣體的濃度。
該方法可以同時監測一定范圍內多種污染氣體，因而在上世紀80年代末90年代初得到了大范圍的應用，但是該方法依據反射光進行監測，容易受到光強、霧天、霾天等因素的影響，目前應用已經逐漸減少。