Oxid uhličitý je bezbarvý plyn bez chuti a zápachu, který je těžší než vzduch. V pevném skupenství je znám také jako suchý led. Jeho molekula je tvořena jedním atomem uhlíku a dvěma atomy kyslíku.
Oxid uhličitý je běžnou součástí zemské atmosféry, přičemž jeho koncentrace (průměrně 0,040 % ) v ovzduší kolísá v závislosti na místních podmínkách, na výšce nad povrchem a relativní vlhkosti vzduchu v ovzduší. V důsledku zejména průmyslových emisí jeho průměrná koncentrace ve vzduchu stále roste. V půdě je ho celkem 2× více než v atmosféře a v oceánu zhruba 50× více než v atmosféře.
Lokálně velmi vysoká koncentrace je v místech jeho výronu sopečných plynů ze země ve vulkanicky aktivních oblastech a v některých přírodních minerálních vodách. Vzhledem k tomu, že je těžší než vzduch, může se v takových místech hromadit a představovat nebezpečnou past pro zvířata i lidi. V oblastech, kde se vulkanický oxid uhličitý postupně uvolňuje do vodních ploch (jezer), může při seismické aktivitě dojít k náhlému uvolnění a „zaplavení“ okolní krajiny jedovatým nedýchatelným plynem (katastrofa u jezera Nyos). Ročně tak vulkanické aktivity dodávají do ovzduší Země přibližně 130 až 230 miliónů tun, což představuje řádově jen 1 až 2 % produkce CO2 lidstvem.