二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO₂）是空气中常见的化合物，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空气中有微量的二氧化碳，约占0.04％。二氧化碳略溶于水中，形成碳酸，碳酸是一种弱酸。

在二氧化碳分子中，碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化（混成）的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角，并同氧原子的p轨道分别发生重叠，故缩短了碳氧键的间距。

二氧化碳平均约占大气体积的400ppm，不过每年因为人为的排放增加，比率还在逐步上升。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。

Carbon dioxide (chemical formula CO₂) is a colorless and odorless gas vital to life on Earth. This naturally occurring chemical compound is composed of a carbon atom covalently double bonded to two oxygen atoms. Carbon dioxide exists in Earth's atmosphere as a trace gas at a concentration of about 0.04 percent (400 ppm) by volume. Natural sources include volcanoes, hot springs and geysers, and it is freed from carbonate rocks by dissolution in water and acids. Because carbon dioxide is soluble in water, it occurs naturally in groundwater, rivers and lakes, in ice caps and glaciers and also in seawater. It is present in deposits of petroleum and natural gas.