CO2分子量44.01，其中碳占27.29％，氧占72.71％，比重1.523（设空气为1）。无色、无味、不可燃，通常作为中止燃烧反应的气体。可溶于水，较不溶于醇类及其它中性有机溶剂。此外，若遇到硷溶液则会因形成碳酸盐而被吸收。市售的二氧化碳除了以钢瓶装的高压液态之外，尚有固态的乾冰（比重1.35）。
在大气压下，固态CO2直接昇华为气态。昇华温度为-78.48℃（760mmHg下），熔点－56.6℃（在5.2大气压下），生成热为94.05kcal/mol，汽化潜热83.12cal/g。CO2是碳酸盐矿物的成份之一，也是动物新陈代谢后的产物。若吸入大量CO2，将使呼吸及心跳加速、头昏眼花、发汗、痉挛，甚至失去知觉。
如果皮肤接触到乾冰，由于其温度甚低（-78.5℃），所以会引起冻伤及水泡。二氧化碳可用于制造饮料、灭火气体、稻米的薰蒸剂、杀菌剂、及冷冻食品工业及舞台上做为效果的无害烟雾。工业制法为制造石灰过程中，燃烧CaCO3时的副产物。
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