二氧化碳是一種由一箇碳原子和兩個氧原子組成的化合物，化學式爲CO₂。在常溫下，它是無色無味的氣體，密度略大於空氣，並且可以微溶於水。與水反應時，二氧化碳生成碳酸。二氧化碳分子通過共價鍵連接碳和氧原子。它不支持燃燒，並且由於其密度比空氣大，可以覆蓋空氣以隔離火源，因此被用作滅火劑。二氧化碳在冷卻和加壓下可以變成無色液體，甚至在低溫時變成固態的“乾冰”。
二氧化碳在自然界中扮演着重要角色，通過光合作用，植物利用陽光、水和二氧化碳製造糖、澱粉和氧氣，從而完成能量轉換。此外，二氧化碳也是碳酸飲料中的重要成分，以及在工業、醫療和環境領域有廣泛的應用。
大氣中二氧化碳的主要來源是人類、動物的呼吸以及燃料的燃燒，而其去除途徑主要是通過海洋、湖泊和河流中的地表水和空氣降水吸收，以及植物光合作用轉化爲有機物質。然而，由於人類活動和工業發展，大氣中的二氧化碳濃度已經超過了以前的水平，導致全球氣候變化的問題。