由一个碳原子和两个氧原子构成的一种无色气体，分子量为44.00995。它是干燥空气中含量最多的四种气体中最重的一种。

　　二氧化碳在海洋和大气之间不断进行交换。海洋中含有地球上二氧化碳的99％以上。大气层中的二氧化碳每年有一半稍多一些溶解于海洋之中，比此数少一些的二氧化碳又从海洋回到大气中，其差额由天然燃烧和人为燃烧所补充。在工业革命已经开始的1860年，空气中二氧化碳的浓度约为290ppm，在1970年，二氧化碳的浓度约为320ppm。矿物燃料燃烧后所产生的二氧化碳，约有一半滞留在大气层中。从1970年，二氧化碳的浓度每年以1％的速度增加。二氧化碳使大气层具有温室效应。据认为，根据世界燃料消耗的增长速度估计，到公元2000年，地球气候将变暖，温度增高约0.5℃。一般来说，这样的估计仅仅是从地球一大气层辐射平衡的角度考虑到初步的效应，还没有考虑到大气层对二氧化碳的增加所可能产生的调整作用以及大气层与海洋之间二氧化碳的交换量的增加所产生的后果。因此，二氧化碳的增加对世界温度的影响尚需进行更深入的考虑。

　　在距离空气污染源远的地方，二氧化碳表现出季节性的变化。这是由于在生长季节，植物吸收二氧化碳增多，二氧化碳被用于光合作用中，制造碳氢化合物。