Το διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει στην ατμόσφαιρα σε ποσοστό 0,032% κατ' όγκο. Η σημασία του όμως για τη ζωή είναι μεγάλη, αφού είναι απαραίτητο στα φυτά για τη λειτουργία της φωτοσύνθεσης. Προέρχεται από την καύση ουσιών που περιέχουν άνθρακα. Είναι αδρανές αέριο, που δεν καίγεται και δε συντηρεί την καύση. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιείται στους πυροσβεστήρες ως υλικό κατάσβεσης της φωτιάς.

Παρασκευή CO₂  με την επίδραση υδροχλωρικού οξέως σε κομμάτια μαρμάρου.

Το διοξείδιο του άνθρακα με ψύξη στερεοποιείται. Το στερεό διοξείδιο του άνθρακα είναι γνωστό ως «ξηρός πάγος». Μίγματα ξηρού πάγου με διάφορους διαλύτες χρησιμοποιούνται ως ψυκτικά μέσα (ψυκτικά μίγματα). Το διοξείδιο του άνθρακα διαλυμένο αποτελεί συστατικό διάφορων αναψυκτικών και ποτών (αναψυκτικά με ανθρακικό, αφρώδεις οίνοι, αεριούχα ποτά).

  
Το διοξείδιο του άνθρακα χρησιμοποιείται στους πυροσβεστήρες
ως υλικό κατάσβεσης της φωτιάς
και σε στερεή μορφή (ξηρός πάγος) ως ψυκτικό μέσο.

Το διοξείδιο του άνθρακα και τα άλλα αέρια λειτουργούν στην ατμόσφαιρα σαν ένα τεράστιο γυάλινο παράθυρο γύρω από τη Γη. Μαζί με τα σύννεφα συγκρατούν ένα μεγάλο ποσοστό από τη θερμότητα που δέχεται η Γη από τον Ήλιο κατά τη διάρκεια της ημέρας, μέρος της οποίας επανεκπέμπεται από τη Γη στο Διάστημα. Το φυσικό αυτό φαινόμενο είναι γνωστό ως φαινόμενο του θερμοκηπίου.

Σχηματικό διάγραμμα του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Χάρη στο φαινόμενο του θερμοκηπίου δημιουργήθηκε η βιώσιμη ατμόσφαιρα του πλανήτη μας (αλλιώς η θερμοκρασία θα ήταν –18 ^οC). Σε αυτό πάλι οφείλεται το ότι η θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης διατηρείται σταθερή. Όμως η αύξηση των καυσαερίων από τη χρήση ορυκτών καυσίμων στους σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, στα εργοστάσια και στα μεταφορικά μέσα τα τελευταία 150 χρόνια συντελεί, ώστε η Γη να γίνεται ολοένα και θερμότερη, με αποτέλεσμα να τροποποιείται σταδιακά το κλίμα της, με δραματικές πιθανόν επιπτώσεις στην ισορροπία των οικοσυστημάτων.