二氧化碳在常温常压下为无色无味气体，溶于水和烃类等多数有机溶剂。它是碳氧化合物之一，是一种无机物，不可燃，通常也不支持燃烧，低浓度时无毒性。二氧化碳可以溶于水并和水反应生成碳酸，而不稳定的碳酸容易分解成水和二氧化碳。
在一定条件下，二氧化碳能与碱性氧化物反应生成相应的盐。向澄清的石灰水中加入二氧化碳，会使澄清的石灰水变浑浊，生成碳酸钙沉淀(此反应常用于检验二氧化碳)。
二氧化碳是碳酸的酸酐，属于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合价为+4价，处于碳元素的最高价态，故二氧化碳具有氧化性而无还原性，但氧化性不强。
二氧化碳分为高纯二氧化碳、固态二氧化碳、气态二氧化碳、液体二氧化碳、超临界状态二氧化碳五种。
高纯二氧化碳主要用于电子工业，医学研究及临床诊断、二氧化碳激光器、检测仪器的校正气及配制其它特种混台气，在聚乙烯聚合反应中则用作调节剂。
固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易腐败的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。
二氧化碳还可以作为灭火剂，因为二氧化碳是不支持物体燃烧的，它的密度大于空气，所以把二氧化碳覆盖在正在燃烧的物体中，就可以隔断物体与空气中的氧接触，达到灭火的目的。二氧化碳还可以有效的刺激人体进行呼吸，在低温手术中，液态二氧化碳也起了重要的作用。
研究表明，空气中二氧化碳浓度低于2%时，对人没有明显的危害。
二氧化碳的用途
二氧化碳一般可由高温煅烧石灰石或由石灰石和稀盐酸反应制得，主要应用于冷藏易腐败的食品(固态)、作致冷剂(液态)、制造碳化软饮料(气态)和作均相反应的溶剂(超临界状态)等。
因为二氧化碳不燃烧，又不支持一般燃烧物的燃烧，同时二氧化碳的密度又比空气的密度大，所以常用二氧化碳来灭火.用二氧化碳来隔绝空气，以达到灭火的目的。用飞机在高空中喷撒干冰，可以使空气中的水蒸气凝结，从而形成人工降雨。
在化学工业上，二氧化碳是一种重要的原料，大量用于生产纯碱、小苏打、尿素、碳颜料铅白等.在轻工业上，用高压溶入较多的二氧化碳，可用来生产碳酸饮料、啤酒、汽水等。
二氧化碳是酸性还是碱性
二氧化碳本身不具酸性或碱性,溶于水后呈酸性。二氧化碳溶于水后,一部分二氧化碳会与水化合,形成碳酸，该反应是一个可逆反应。
