Dwutlenek węgla (wzór chemiczny CO2) jest bezbarwnym gazem o gęstości o około 60% większej niż suche powietrze. Dwutlenek węgla składa się z atomu węgla połączonego kowalencyjnie podwójnie z dwoma atomami tlenu. Występuje naturalnie w atmosferze ziemskiej jako gaz śladowy. Obecne stężenie wynosi około 0,04% (410 ppm) objętości, po wzroście z poziomu przedprzemysłowego 280 ppm. Naturalne źródła to wulkany, gorące źródła i gejzery, a ze skał węglanowych uwalniany jest przez rozpuszczanie w wodzie i kwasach. Ponieważ dwutlenek węgla jest rozpuszczalny w wodzie, występuje naturalnie w wodach gruntowych, rzekach i jeziorach, pokrywach lodowych, lodowcach i wodzie morskiej. Jest obecny w złożach ropy naftowej i gazu ziemnego. Dwutlenek węgla jest bezwonny w normalnie spotykanych stężeniach, ale w wysokich stężeniach ma ostry i kwaśny zapach.