Kohlenstoffdioxid (im normalen Sprachgebrauch auch Kohlendioxid, oft fälschlich Kohlensäure genannt) ist eine chemische Verbindung aus Kohlenstoff und Sauerstoff und damit neben Kohlenstoffmonoxid (auch Kohlenmonoxid), Kohlenstoffsuboxid und dem instabilen Kohlenstofftrioxid eines der Oxide des Kohlenstoffs. Die chemische Summenformel lautet CO2.
Kohlenstoffdioxid ist ein farb- und geruchloses Gas. Es ist mit einer Konzentration von ca. 0,04 % (im Jahr 2008 385 ppm, jährliche Zunahme ca. 2 ppm) ein natürlicher Bestandteil der Luft. Es entsteht sowohl bei der vollständigen Verbrennung von kohlenstoffhaltigen Substanzen unter ausreichendem Sauerstoff als auch im Organismus von Lebewesen als Kuppelprodukt der Zellatmung. Das CO2 wird dabei über den Atem abgegeben. Umgekehrt sind Pflanzen, manche Bakterien und Archaeen in der Lage, CO2 durch die Kohlenstoffdioxid-Fixierung in Biomasse umzuwandeln. So produzieren Pflanzen beispielsweise bei der Photosynthese aus anorganischem CO2 Glucose.
