1、固体二氧化碳通常用于在运输过程中冷却乳制品、肉类、冷冻食品和其他易腐烂食品。
2、气态二氧化碳用于软饮料碳酸化、化学加工、食品保存过程、化学和食品加工惰性保护、焊接气体和植物生长刺激剂。
3、液态二氧化碳用作制冷剂，例如用于飞机、导弹和电子元件的低温测试，以及用作灭火剂。超临界二氧化碳可用作溶解非极性、非离子和低分子化合物的溶剂。
4、用作化学溶剂。在低温下，二氧化碳很容易形成固体干冰。当压力增加到大约10个大气压时，干冰会液化。即使在常温下，当压力达到80个大气压时，仍为液态，可用作汽油、四氯化碳、乙醚等的溶剂和化学清洗剂，是环保和安全的优良溶剂。
现代科学家一般认为CO2分子的中心原子碳原子采取sp杂化，2条sp杂化轨道分别与2个氧原子的2p轨道（含有一个电子）重叠形成2条σ键，碳原子上互相垂直的p轨道再分别与2个氧原子中平行的p轨道形成2条大π键。
二氧化碳是碳氧化合物之一，是一种无机物，不可燃，通常也不支持燃烧，低浓度时无毒性。它也是碳酸的酸酐，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。