在化學性質方面，二氧化碳的化學性質不活潑，熱穩定性很高（2000℃時僅有1。8%分解），不能燃燒，通常也不支持燃燒，屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，因與水反應生成的是碳酸，所以是碳酸的酸酐。生產乙醇發酵過程中產生的二氧化碳氣體，經水洗、除雜、壓縮，制得二氧化碳氣。由炭窯窯氣和裂解所得氣體精制而得二氧化碳。不久后，德國化學家霍夫曼即弗里德里希·霍夫曼，對被他稱為“礦精”的二氧化碳氣體進行研究，推斷出二氧化碳水溶液具有弱酸性。
液體二氧化碳用作致冷劑，飛機、和電子部件的低溫試驗，提高油井采收率，橡膠磨光以及控制化學反應，也可用作滅火劑。氣態二氧化碳用于碳化軟飲料、水處理工藝的pH控制、化學加工、食品保存、化學和食品加工過程的惰性保護、焊接氣體、植物生激劑。關于其毒性，研究表明：低濃度的二氧化碳沒有毒性，高濃度的二氧化碳則會使動物。
現代科學家一般認為CO2分子的中心原子碳原子采取sp雜化，2條sp雜化軌道分別與2個氧原子的2p軌道（含有一個電子）重疊形成2條σ鍵，碳原子上互相垂直的p軌道再分別與2個氧原子中平行的p軌道形成2條大π鍵。②石油、石臘、煤炭、燃燒過程中，也要釋放出二氧化碳。③石油、煤炭在生產化工產品過程中，也會釋放出二氧化碳。液體二氧化碳用作致冷劑，飛機、和電子部件的低溫試驗，提高油井采收率，橡膠磨光以及控制化學反應，也可用作滅火劑。
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