ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي غاز طبيعي يتكون من ذرة كربون وذرتي أكسجين، وله دور أساسي في دورة الكربون وفي احتباس الحرارة ضمن الغلاف الجوي. تنتجه الكائنات بالتنفس والاحتراق والبراكين ويتناقص بالتمثيل الضوئي وامتصاص المحيطات، لكن النشاط البشري زاد تركيزه عبر حرق الوقود الأحفوري وإزالة الغابات. ويمثل هذا الغاز محوراً في فهم تغير المناخ، لأنه يربط الطاقة والصناعة والزراعة بدرجة حرارة الأرض.

معامل التنفس نسبة كمية غاز ثاني أكسيد الكربون في هواء الزفير إلى كمية الأكسجين في هواء الشهيق، ويُستخدم كمؤشر بسيط على توازن الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في التهوية والتمثيل الغذائي؛ قيمه تختلف حسب الحالة الأيضية ونمط التنفس ويمكن استنتاجها من تحاليل غازات الزفير والرئة.

مكافئ ثاني أكسيد الكربون هو مقياس لوزن ثاني أكسيد الكربون المكافئ المنبعث إلى الغلاف الجوي ليتسبب في نفس التأثير الإشعاعي لوزن معين من غاز دفيئة آخر؛ يُحسب بضرب وزن الغاز في إمكانيته للاحتباس الحراري على مدى زمن مرجعي (عادة ١٠٠ سنة أو أحياناً ٢٠ سنة) مع افتراضات حول مدة بقاء الملوث في الجو وقدرة الأحواض الطبيعية على امتصاص الكربون.

ثاني أكسيد الكربون فوق الحرج حالة خاصة لثاني أكسيد الكربون تتحقق عندما يتجاوز ضغطه وحرارته النقطة الحرجة، فيجمع خواصاً بين السائل والغاز. يمتلك كثافة قريبة من السوائل ولزوجة وانتشاراً قريبين من الغازات، مما يجعله مذيباً فعالاً في الاستخلاص والتنظيف وبعض العمليات الكيميائية والدوائية والغذائية. يستخدم لأنه غير قابل للاشتعال نسبياً ويمكن إزالته بسهولة بخفض الضغط. يمثل هذا المركب في حالته فوق الحرجة تقنية نظيفة نسبياً في الاستخلاص الصناعي.

جهاز تنقية ثاني أكسيد الكربون قطعة معدات تمتص ثاني أكسيد الكربون (CO2) بغرض تقليل تركيزه، وتُستخدم لمعالجة غازات عوادم المصانع والمركبات ولتنقية هواء الزفير في نظم دعم الحياة مثل الغواصات والمركبات الفضائية، بالاعتماد على مواد ممتصة أو محاليل كيميائية أو طرق امتصاص فيزيائية.