二氧化碳是氧化碳的最簡單的分子，由兩個氧原子和一個碳原子組成。二氧化碳是大氣中最普遍的一種氣態物質，也是溫室氣體中質量最大、對大氣溫度影響最大的一種氣體，約占所有溫室氣體組分的85%。由於受碳氧化循環和其他碳循環的活動，二氧化碳在大氣層形成十分重要的動態循環，其來源於大氣中水蒸氣，植物和平衡大氣各種物質，在大氣中的行為和變化與其他環境因子產生瞭很強的關聯。

眾所周知，二氧化碳是維持地球生態系統的關鍵的自然成分，它不僅主要是植物的“活性材料”，而且是植物、動物和土壤微生物的食物，可以促進植物生長和生物種群發展，也可以幫助植物水分回收和植物類群優化，以及其他植物生物地理空間分佈。

同時，二氧化碳也具有不利影響，隨著工業的深入發展，和其他活動而釋放的二氧化碳正在將大量的二氧化碳排入大氣層，從而破壞氣候系統的天然平衡，使大氣溫度急劇升高，導致全球氣候的持續變暖，並影響著地球生態系統，造成森林變質、動物死亡、洪澇災害、海平面上升等災害等。因此，二氧化碳也給人類生存帶來瞭極大的威脅。

除瞭其在氣候變化和環境中的重要性外，二氧化碳也是一種綠色能源。二氧化碳可以通過燃燒燃料來利用，其反應產物主要有二氧化硫、水分子和溫室氣體二氧化碳。此外，二氧化碳也是植物的能量來源之一，它可以與水反應產生糖類和氧，以滿足植物的生長需求，從而實現碳的循環，而且，二氧化碳也可以被用作蛋白質的原料，可以制備能源類食品，例如植物異醣體、碳酸鈣和發酵食品等，這些都可以作為替代能源來使用，從而有效避免二氧化碳對環境造成不良影響。