Dwutlenek węgla powstaje przez utlenianie związków węgla lub węgla, w tym spalanie i oddychanie komórkowe. Dwutlenek węgla uwalniany jest do atmosfery, gdy woda topnieje, a także podczas erupcji wulkanicznych. Podczas gdy wielu obawia się jego teoretycznego wpływu na globalne temperatury, dwutlenek węgla jest absolutnie niezbędny dla ogromnej większości życia na Ziemi.
Ogromna większość dwutlenku węgla uwalnianego do atmosfery każdego roku pochodzi ze źródeł naturalnych. Zwierzęta i mikroorganizmy wspólnie uwalniają tę samą ilość dwutlenku węgla co rośliny, podczas gdy oceany są największym pojedynczym źródłem. Tylko około 4 procent emisji dwutlenku węgla pochodzi ze sztucznych źródeł ludzkich. Dwutlenek węgla stanowi obecnie około 0,03 procent atmosfery ziemskiej.
Dwutlenek węgla jest jednym z kluczowych czynników produkcji dla producentów prawie każdego łańcucha żywnościowego. Podstawowym mechanizmem fotosyntezy jest wykorzystanie energii słonecznej do wiązania wody i dwutlenku węgla z węglowodanami. Rośliny rosną szybciej przy wyższych poziomach dwutlenku węgla, ponieważ większość ich struktur zbudowana jest z węglowodanów. Dwutlenek węgla jest toksyczny dla ludzi przy wyższych stężeniach, ale normalne stężenia dwutlenku węgla w atmosferze, nawet przy dowolnym możliwym wzroście wynikającym z działalności człowieka, są o wiele za niskie, by stwarzać ryzyko toksyczności.
