炭酸ガスともいう。大気中におよそ0.037％あり、海水中には大気中の約50倍が溶けている。地球上では石灰岩（CaCO₃）などの炭酸塩として最も多く存在する。CO₂は地表からの赤外線を効果的に吸収して熱エネルギーを蓄えるので温室効果ガス（greenhouse effect gas）ともいわれるが、水蒸気、オゾン、メタン、フロン、一酸化二窒素（N₂O）も同じ効果を示す。CO₂は地球上の炭素化合物の源であり、光合成生物によって太陽光エネルギーを利用して大量のCO₂が有機物として固定されている。