Le dioxyde de carbone est généré par l'oxydation du carbone ou de composés carbonés, y compris la combustion et la respiration cellulaire. Le dioxyde de carbone est également libéré dans l'atmosphère lors du dégel de l'eau, ainsi que lors des éruptions volcaniques. Alors que beaucoup craignent ses effets théoriques sur les températures mondiales, le dioxyde de carbone est absolument essentiel à la grande majorité de la vie sur Terre.
La grande majorité du dioxyde de carbone rejeté dans l'atmosphère chaque année provient de sources naturelles. Les animaux et les microbes libèrent ensemble environ la même quantité de dioxyde de carbone que les plantes, tandis que les océans sont la plus grande source unique. Seulement environ 4 pour cent des émissions de dioxyde de carbone proviennent de sources humaines artificielles. Le dioxyde de carbone constitue actuellement environ 0,03 pour cent de l'atmosphère terrestre.
Le dioxyde de carbone est l'un des intrants essentiels pour les producteurs à la base de presque toutes les chaînes alimentaires. Le mécanisme de base de la photosynthèse est l'utilisation de l'énergie solaire pour lier l'eau et le dioxyde de carbone en glucides. Les plantes poussent plus vite à des niveaux de dioxyde de carbone plus élevés, car la plupart de leurs structures sont construites à partir de glucides. Le dioxyde de carbone est toxique pour les humains à des concentrations plus élevées, mais les concentrations atmosphériques normales de dioxyde de carbone, même avec toute augmentation imaginable due à l'activité humaine, sont bien trop faibles pour risquer une toxicité.