Различие роли озона в тропосфере и стратосфере требует контроля его содержания в разных атмосферных слоях. В работе впервые представлена методика определения элементов вертикального распределения озона из спектров уходящего теплового инфракрасного излучения, измеренных прибором ИКФС-2 (инфракрасный фурье-спектрометр). Решение обратной задачи восстановления вертикального профиля содержания озона осуществляется в несколько этапов на основе различных методов решения некорректных обратных задач. Для итогового уточнения вертикального распределения озона используется физико-математический подход, реализованный на основе метода статистической регуляризации. Прямая задача решается с применением радиационной модели переноса излучения RTTOV (англ. Radiative Transfer for TIROS Operational Vertical Sounder). Для оценок погрешностей и оптимизации алгоритма проведены замкнутые численные эксперименты с использованием модельных спектров ИКФС-2. По результатам замкнутых экспериментов в среднем по всем широтным зонам погрешность определения общего содержания озона составляет 2,3 %, погрешность определения тропосферного содержания озона равна 5,2 е. Д. Наблюдается рост погрешностей восстановления элементов вертикального распределения озона в области высоких широт. На основе разработанной методики обработаны измеренные спектры ИКФС-2. По результатам сопоставления восстановленных профилей с измерениями озонозондов предложенный алгоритм обработки спектров ИКФС-2 недооценивает содержание озона в слое тропосферы и нижней стратосферы и переоценивает в области тропопаузы (слой 220–80 гПа), что наблюдается также по данным измерений инфракрасного зондировщика IASI (англ. Infrared Atmospheric Sounding Interferometer).