二氧化碳在空氣中含量約為0.03%，是自然界的生存要素之一。
二氧化碳是植物的糧食。在日光照射下，每一片葉子中的葉綠素都能把葉子吸收的二氧化和根部輸送來的水分轉變為糖、淀粉以及氧氣。在這個過程中，日光中的能量被吸收了，變成儲存在淀粉中的能量，成為地球上生命活動的能源。二氧化碳和綠色植物實現了光能與生物能源的轉化。
二氧化碳在常溫常壓下為無色而略帶刺鼻氣味和微酸味的氣體。二氧化碳在冷卻和加壓下變成無色液體，溫度更低時變成叫“干冰”固體。因此，我們接觸的二氧化碳有氣、液、固三種狀態。
二氧化碳沒有毒性，但它無法供給呼吸。如果吸人多量的二氧化碳，會妨礙血液中的二氧化碳排出，使新陳代謝不能正常進行。
二氧化碳不支持燃燒，且因其密度比空氣重，可以以覆蓋的方式隔絕空氣，達到阻燃的目的，因此，二氧化碳是使用最廣的滅火劑。在常壓下和-78．5℃以上溫度條件下，固體二氧化碳不經過液態直接變成二氧化碳氣體。氣化過程中要吸收大量的熱，且無任何殘留物，這一特性，使干冰成為很好的食品保鮮劑。
氣體二氧化碳在水中有一定的溶解度，1體積的水大約能溶解1體積的二氧化碳，溶解度隨著壓力的增大而增加，飲品行業利用這一性質生產出了適口的啤酒和碳酸飲料。
二氧化碳還是大自然的雕塑師。含有二氧化碳的泉水流過石灰巖時，有的地方巖石被溶蝕了，就溶蝕成許多溶洞；有的地方因水中的碳酸氫鈣發生分解，生成碳酸鈣沉淀下來。日積月累，形成了鐘乳石、石筍，構成各種奇特景觀。
在自然界中二氧化碳含量豐富 , 主要由含碳物質燃燒和動物的新陳代謝產生。二氧化碳也包含在某些天然氣或油田伴生氣中以及碳酸鹽形成的礦石中。
經回收凈化后二氧化碳在碳酸飲品、焊接、清洗、消防等領域均有著廣泛的應用，目前，眾多的專業人士正致力于將其作為化工原料。
大氣中的二氧化碳有80％來自人和動、植物的呼吸，20％來自燃料的燃燒。散布在大氣中的二氧化碳有75％被海洋、湖泊、河流等地面的水及空中降水吸收溶解于水中。還有5％的二氧化碳通過植物光合作用，轉化為有機物質貯藏起來。這就是多年來二氧化碳占空氣成分始終保持不變的原因。
但是近幾十年來，由于人口急劇增加，工業迅猛發展，呼吸產生的二氧化碳及煤炭、石油、天然氣燃燒產生的二氧化碳，遠遠超過了過去的水平。而另一方面，由于對森林亂砍亂伐，大量農田建成城市和工廠，破壞了植被，減少了將二氧化碳轉化為有機物的條件。再加上地表水域逐漸縮小，降水量大大降低，減少了吸收溶解二氧化碳的條件，破壞了二氧化碳生成與轉化的動態平衡，就使大氣中的二氧化碳含量逐年增加。空氣中二氧化碳含量的增長，研究認為，近百年的氣候變暖主要是由于大氣中的二氧化碳濃度大幅度上升的結果，二氧化碳是導致溫室效應的主要氣體。限制排放、回收治理是全球長期面臨的問題。
三種狀態下的二氧化碳
氣態二氧化碳
⊙無色、無味
⊙具有抑制細菌作用
⊙不可燃亦不助燃
⊙密度是空氣的1.5倍
⊙在水中有較高的溶解度
液體二氧化碳
⊙不能在常壓下存在
⊙減壓時瞬間變為固體和氣體混合物
⊙有與己烷相似的溶劑性質
⊙在超臨界狀態，成為極優良的溶劑
干冰（固體二氧化碳）
⊙干冰是冷凍狀態的二氧化碳
⊙干冰有著（-78.5℃）極低的溫度
⊙常壓下干冰不能轉化為液體而是直接升華為氣體 
