Karbondioksid (kjemisk formel CO2) er en fargeløs gass med en tetthet som er omtrent 60 % høyere enn tørr luft. Karbondioksid består av et karbonatom som er kovalent dobbeltbundet til to oksygenatomer. Det forekommer naturlig i jordens atmosfære som en sporgass. Den nåværende konsentrasjonen er ca. 0,04 volumprosent (410 ppm), etter å ha steget fra førindustrielle nivåer på 280 ppm. Naturlige kilder omfatter vulkaner, varme kilder og geysirer, og det frigjøres fra karbonatbergarter ved oppløsning i vann og syrer. Fordi karbondioksid er løselig i vann, forekommer det naturlig i grunnvann, elver og innsjøer, iskapper, isbreer og sjøvann. Det finnes også i forekomster av petroleum og naturgass. Karbondioksid er luktfritt ved normale konsentrasjoner, men ved høye konsentrasjoner har det en skarp og sur lukt.