二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO2）是空氣中常見(jiàn)的化合物，由兩個(gè)氧原子與一個(gè)碳原子通過(guò)極性共價(jià)鍵連接而成?？諝庵杏形⒘康亩趸?，約占0.04％。二氧化碳略溶于水中，可以與水反應(yīng)形成碳酸，碳酸是一種弱酸。

在二氧化碳分子中，碳原子的成鍵方式是sp混成軌域與氧原子成鍵。碳原子的兩個(gè)sp混成軌域分別與兩個(gè)氧原子生成兩個(gè)σ鍵。碳原子上兩個(gè)沒(méi)有參加雜化（混成）的p軌道與成鍵的sp混成軌域成90°的直角，并同氧原子的p軌道分別發(fā)生重疊，故縮短了碳氧鍵的間距。

二氧化碳平均約占大氣體積的400ppm，不過(guò)每年因?yàn)槿藶榈呐欧旁黾?，比率還在逐步上升。2019年5月大氣二氧化碳月均濃度超過(guò)415ppm，為過(guò)去80萬(wàn)年來(lái)最高。大氣中的二氧化碳含量隨季節(jié)變化，這主要是由于植物生長(zhǎng)的季節(jié)性變化而導(dǎo)致的。當(dāng)春夏季來(lái)臨時(shí)，植物由于更多的光合作用消耗二氧化碳，其含量便隨之減少；反之，當(dāng)秋冬季來(lái)臨時(shí)，植物不但光合作用效率降低，反而更多地制造二氧化碳，其含量便隨之上升。

二氧化碳在常溫常壓下為無(wú)色、無(wú)味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是溫室氣體的一種。

二氧化碳略溶于水，少部份二氧化碳會(huì)和水反應(yīng)，產(chǎn)生碳酸，溶解比例大約為1：1（體積比）。二氧化碳略微溶于醇。

二氧化碳是無(wú)色的。在低濃度時(shí)，二氧化碳?xì)怏w是無(wú)味的，但在較高濃度時(shí)會(huì)有酸性氣味，它可造成窒息和刺激。當(dāng)吸入濃度比大氣層平常濃度高很多的二氧化碳時(shí)，它可以產(chǎn)生一種酸的味道讓鼻子和喉嚨產(chǎn)生刺痛感，氣體溶解在黏膜和唾液中，產(chǎn)生了碳酸。這種感覺(jué)像喝下碳酸飲料。在標(biāo)準(zhǔn)的溫度和壓力下，二氧化碳的密度大約是1.98 kg/m3，是空氣的1.5倍。二氧化碳用兩個(gè)氧原子與一個(gè)碳原子以雙鍵組成。-78.51°C或-109.3 °F時(shí)，二氧化碳會(huì)凝華，固態(tài)二氧化碳俗稱“干冰”，是十分普遍的，一般用作冷凍，于1825年由法國(guó)化學(xué)家阿德里安-讓-皮埃爾·蒂洛勒爾（英語(yǔ)：Adrien-Jean-Pierre Thilorier）首次發(fā)現(xiàn)。另一種形式的固態(tài)二氧化碳是非晶玻璃般的形式，稱為卡博尼亞（carboni），二氧化碳可以存在于一個(gè)玻璃態(tài)，類似于矽（石英玻璃）和鍺。但是卡博尼亞玻璃不穩(wěn)定，如果恢復(fù)正常壓力就會(huì)變回原狀。

二氧化碳通常是由燃燒有機(jī)化合物、細(xì)胞的呼吸作用、微生物的發(fā)酵作用等所產(chǎn)生，植物在有陽(yáng)光的情況下吸取二氧化碳，在其葉綠體內(nèi)進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生碳水化合物和氧氣，氧氣可供其他生物進(jìn)行呼吸作用，這種循環(huán)稱為碳循環(huán)（carbon cycle）。二氧化碳是溫室氣體之一，它允許可見(jiàn)光自由通過(guò)，但會(huì)吸收紅外線與紫外線，這可以把來(lái)自太陽(yáng)的熱能鎖起來(lái)，不讓其流失，如果大氣中的二氧化碳含量過(guò)多，熱量更難流失，地球的平均氣溫也會(huì)隨之上升，這種情況稱為溫室效應(yīng)。二氧化碳的固體狀態(tài)是干冰。干冰在室溫下會(huì)直接升華為氣體。二氧化碳需加壓到5.1倍大氣壓力才會(huì)以液態(tài)存在。

用途：

二氧化碳可注入飲料中，增加壓力，使飲料中帶有氣泡，增加飲用時(shí)的口感，像汽水、啤酒均為此類的例子。

固態(tài)的二氧化碳（或干冰）在常溫下會(huì)升華，吸收大量的熱，因此可用在急速的食品冷凍。

二氧化碳的重量比空氣重，不助燃，因此許多滅火器都透過(guò)產(chǎn)生二氧化碳，利用其特性滅火。而二氧化碳滅火器是直接用液化的二氧化碳滅火，除上述特性外，更有滅火后不會(huì)留下固體殘留物的優(yōu)點(diǎn)。

二氧化碳也可用作焊接用的保護(hù)氣體，其保護(hù)效果不如其他惰性氣體（如氬），但價(jià)格相對(duì)便宜許多。

二氧化碳激光是一種重要的工業(yè)激光來(lái)源。

二氧化碳是植物光合作用的主要碳源，可以用作植物溫室的氣體肥料和水草缸水族箱的肥料。

二氧化碳可用于人工合成淀粉。

二氧化碳可用來(lái)釀酒，二氧化碳?xì)怏w創(chuàng)造一個(gè)缺氧的環(huán)境，有助于防止細(xì)菌在葡萄生長(zhǎng)。

二氧化碳可控制pH值，游泳池加入二氧化碳以控制pH值，加入二氧化碳從而保持pH值不上升。

二氧化碳可用于制堿工業(yè)和制糖工業(yè)。

二氧化碳可用于塑料行業(yè)的發(fā)泡劑。

二氧化碳可用于殺菌、滅菌，填充于密封罐用以保存食物。

二氧化碳可用于動(dòng)力能源：輪胎（汽車重機(jī)車自行車）充氣;BB彈空氣槍拋繩槍;穿線器（管子樂(lè)）。

干冰可以用于人造雨、舞臺(tái)的煙霧效果、食品行業(yè)、美食的特殊效果等。

干冰可以用于清理核工業(yè)設(shè)備及印刷工業(yè)的版輥等。

干冰可以用于汽車、輪船、航空、太空與電子工業(yè)。