Dobson havaitsi, että tropopaussin yläpuolisen ilmakehän lämpötilaprofiili ei ole vakio, kuten aikaisemmin oli uskottu. Itse asiassa stratosfäärissä lämpötila nousee voimakkaasti ylöspäin mentäessä tietyllä korkeudella. Dobson esitti tämän johtuvan siitä, että otsoni absorboiultraviolettisäteilyä voimakkaasti alueella, joka nykyään tunnetaan otsonikerroksena.
Dobson kehitti myös ensimmäisen otsonin määrän mittaamiseen käytetyn laitteen, Dobsonin spektrofotometrin.