Carbon dioxide được tạo ra thông qua quá trình oxy hóa carbon hoặc các hợp chất carbon, bao gồm quá trình đốt cháy và hô hấp tế bào. Carbon dioxide cũng được thải vào khí quyển khi nước tan băng, cũng như trong quá trình phun trào núi lửa. Trong khi nhiều người lo sợ về tác động lý thuyết của nó đối với nhiệt độ toàn cầu, thì carbon dioxide là hoàn toàn cần thiết cho phần lớn sự sống trên Trái đất.
Phần lớn lượng carbon dioxide thải vào khí quyển mỗi năm đến từ các nguồn tự nhiên. Động vật và vi khuẩn cùng thải ra một lượng carbon dioxide tương đương với thực vật, trong khi đại dương là nguồn duy nhất lớn nhất. Chỉ có khoảng 4% lượng khí thải carbon dioxide đến từ các nguồn nhân tạo của con người. Carbon dioxide hiện chiếm khoảng 0,03% bầu khí quyển của Trái đất.
Carbon dioxide là một trong những nguyên liệu đầu vào quan trọng đối với các nhà sản xuất ở cơ sở của hầu hết mọi chuỗi thức ăn. Cơ chế cơ bản của quang hợp là sử dụng năng lượng mặt trời để liên kết nước và carbon dioxide thành carbohydrate. Thực vật phát triển nhanh hơn ở mức carbon dioxide cao hơn, vì hầu hết các cấu trúc của chúng được xây dựng từ carbohydrate. Điôxít cacbon độc hại đối với con người ở nồng độ cao hơn, nhưng nồng độ điôxít cacbon bình thường trong khí quyển, ngay cả với bất kỳ sự gia tăng có thể tưởng tượng được do hoạt động của con người, quá thấp để có nguy cơ nhiễm độc.
