气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生长刺激剂，在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件，还应用于杀菌气的稀释剂（即用氧化乙烯和二氧化碳的混台气作为杀菌、杀虫剂、熏蒸剂，广泛应用于医疗器具、包装材料、衣类、毛皮、被褥等的杀菌、骨粉消毒、仓库、工厂、文物、书籍的熏蒸）。
氧化碳为无色、无味、不助燃、不可燃窒息性气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。空气中的二氧化碳含量为387ppmv，空气气中的二氧化碳含量随季节变化，当春夏季来临时，植物由于光用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。当二氧化碳少时对人体无太大危害，但其超过一定量时会影响人和其他生物的呼吸，但并不会中毒。高纯二氧化碳用于干冰、青霉素制造，鱼类、奶油、奶酪、冰糕等的保存，低温输送、灭火剂，冷却剂；高纯二氧化碳用于冷却剂、焊接、铸造工业、清凉饮料、灭火剂、碳酸盐类的制造、杀虫剂、氧化防止剂、植物生长促进剂、发酵工业、药品(局部麻醉)、制糖工业、胶及动物胶制造等。在半导体制造中氧化、扩散、化学气相淀积，蔬菜保鲜，某些反应的惰性介质，石墨反应器的热载体，输送易燃液体的压入气体，标准气，校正气，在线仪表标准气，特种混合气。
液体二氧化碳用作致冷剂，飞机、导弹和电子部件的低温试验，提高油井采收率，橡胶磨光以及控制化学反应，也可用作灭火剂。
超临界状态的二氧化碳可以用作溶解非极性、非离子型和低分子量化合物的溶剂，所以在均相反应中有广泛应用
气体的二氧化碳用于制碱工业、制糖工业，并用于钢铸件的淬火和铅白的制造等。二氧化碳在焊接领域应用广泛。如：二氧化碳气体保护焊，是目前生产中应用Zui多的方法固态二氧化碳用作制冷，如人工降雨，也常在舞台中用于制造烟雾。常被用作灭火剂,但Mg燃烧时不能用CO₂来灭火,因为:2Mg+CO₂=2MgO+C(点燃)。
二氧化碳是绿色植物光合作用必不可缺少的成份。二氧化碳在农作物的生长旺盛期和成熟期使用，效果Zui显著。