Le dioxyde de carbone est une substance pure. Une substance pure peut être un élément ou un composé. Le dioxyde de carbone est un composé pur, constitué de deux types d'atomes liés entre eux. Un élément se compose d'un seul type d'atome. Par exemple, l'oxygène est un élément.
Deux substances pures ou plus peuvent être mélangées pour former un mélange. Un exemple de mélange de deux composés est l'alcool et l'eau. Un exemple de mélange d'éléments et de composés est l'air. Les principaux composants de l'air sont l'hydrogène, l'oxygène, l'azote et le dioxyde de carbone. Les substances d'un mélange peuvent être séparées physiquement par des méthodes telles que la filtration ou la chromatographie.