高純二氧化碳在二氧化碳分子中，碳原子的成鍵方式是sp雜化軌道與氧原子成鍵。碳原子的兩個(gè)sp雜化軌道分別與兩個(gè)氧原子生成兩個(gè)σ鍵。碳原子上兩個(gè)沒(méi)有參加雜化的p軌道與成鍵的sp雜化軌道成90°的直角，并同氧原子的p軌道分別發(fā)生重疊，故縮短了碳氧鍵的間距。
二氧化碳平均約占大氣體積的387ppm。大氣中的二氧化碳含量隨季節(jié)變化，這主要是由于植物生長(zhǎng)的季節(jié)性變化而導(dǎo)致的。當(dāng)春夏季來(lái)臨時(shí)，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量隨之減少；反之，當(dāng)秋冬季來(lái)臨時(shí)，植物不但不進(jìn)行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量隨之上升。
高純二氧化碳常壓下為無(wú)色、無(wú)臭、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體因?yàn)樗�發(fā)送可見(jiàn)光，但在強(qiáng)烈吸收紅外線。二氧化碳的濃度于2009年增長(zhǎng)了約二百萬(wàn)分之一.