Углекислый газ поступает в атмосферу из вулканов, в результате горения и как продукт дыхания животных и разложения органических соединений. Фотосинтез растений и дыхание животных поддерживают относительное равновесие в атмосфере кислорода и углекислого газа. Однако в промышленных центрах доля CO2 увеличивается в сравнении с атмосферой над океанами и лесными массивами. За последние десятилетия за счет промышленного сжигания топлива количество CO2 в атмосфере в целом увеличилось. Сейчас его объемная концентрация составляет 0,031%.
Углекислый газ воздуха играет в географической оболочке очень важную роль. Он идет на образование живого вещества. Углекислота атмосферы палеозоя законсервирована в каменных углях карбона. Вместе с водяным паром CO2 создает так называемый «оранжерейный эффект»: пропускает к земной поверхности световую радиацию и задерживает, подобно стеклам оранжереи, длинноволновое тепловое излучение. Увеличение количества CO2 может привести к потеплению климата, к таянию льдов и повышению уровня Мирового океана.