Jest bezbarwny i bezwonny, ma temperaturę krzepnięcia -55.6 stopni Celsjusza. Dwutlenek węgla rozpuszcza się w wodzie, acetonie i etanolu. Jest to gaz atmosferyczny wytwarzany zarówno przez spalanie, jak i oddychanie.
Dwutlenek węgla jest liniową cząsteczką kowalencyjną, a także kwaśnym tlenkiem, który reaguje z wodą, tworząc kwas węglowy. Dwutlenek węgla jest szeroko stosowany w wielu procesach przemysłowych wymagających chłodzenia na dużą skalę, w szczególności zamrażania i chłodzenia produktów spożywczych. Dwutlenek węgla jest niezbędny dla przetrwania życia roślin i jest wytwarzany jako produkt odpadowy zarówno przez ludzi, jak i zwierzęta podczas procesu oddychania komórkowego.
Dwutlenek węgla jest cięższy od powietrza i może gromadzić się w środowiskach, w których brakuje odpowiedniej wentylacji. Gaz może stanowić zagrożenie uduszeniem u tych, którzy pracują z nim w dużych ilościach. Zamarznięty dwutlenek węgla odparowuje w temperaturze pokojowej bez przechodzenia przez fazę ciekłą i jest znany jako suchy lód w postaci stałej. Dwutlenek węgla jest gazem odpadowym wytwarzanym przez spalanie paliw kopalnych. Atmosferyczny dwutlenek węgla jest gazem cieplarnianym, który służy do zatrzymywania ciepła z powierzchni planety, które w przeciwnym razie promieniowałoby z powrotem w kosmos.
