Dwutlenek węgla jest związkiem utworzonym przez podział dwóch par elektronów pomiędzy każdy z dwóch atomów tlenu i jednego atomu węgla. Prowadzi to do utworzenia podwójnego wiązania kowalencyjnego między atomy tlenu i węgla.
Dwutlenek węgla występuje w naturze, a około 0,04 procent atmosfery składa się z dwutlenku węgla. Dwutlenek węgla jest niezbędny do fotosyntezy zachodzącej w liściach roślin zielonych. Dwutlenek węgla pozostaje gazem w normalnej temperaturze i ciśnieniu. Jest rozpuszczalny w wodzie i ma masę cząsteczkową 44,01 g na mol.