Le comportement et les impacts de ce gaz dans l'air font l'objet d'une recherche active. 500 scientifiques ont été conviés à Iéna, en Allemagne, du 13 au 19 septembre 2009 pour faire le point sur la connaissance, lors de la 8e conférence internationale de recherche sur le dioxyde de carbone (la première s'est tenue en 1981).
Le CO2 est le deuxième gaz à effet de serre le plus important dans l'atmosphère après la vapeur d'eau. À ce titre, la réduction des émissions anthropiques est visée par le Protocole de Kyōto ; sa séquestration géologique à long terme fait l'objet de recherches en cours.