Emisiile de dioxid de carbon (CO2) apar atunci când dioxidul de carbon este eliberat în atmosferă, fie în mod natural, fie prin activități umane, cum ar fi arderea combustibililor fosili. Dioxidul de carbon este un compus chimic compus dintr-un atom de carbon și doi atomi de oxigen care există în faza unui gaz în atmosfera Pământului. Atmosfera este o serie de straturi de gaze care înconjoară Pământul. Aceste gaze sunt legate de planetă și împiedicate să plutească în spațiu de gravitația Pământului. Atmosfera este compusă în principal din azot și oxigen, dar multe alte gaze, inclusiv o cantitate mică de dioxid de carbon, există și în atmosferă.
Cu toate acestea, emisiile de dioxid de carbon și alte gaze cu efect de seră provocate de om au perturbat acest echilibru. Un gaz cu efect de seră este un gaz atmosferic care lasă lumina soarelui să treacă prin atmosferă pentru a ajunge pe Pământ. Pe măsură ce lumina lovește Pământul, o parte din ea revine în spațiu sub formă de radiație infraroșie sau căldură. Gazele cu efect de seră captează această căldură în atmosferă, făcând astfel lumea mai caldă într-un fenomen cunoscut sub numele de efect de seră. O anumită cantitate de gaze cu efect de seră este necesară pentru a controla clima Pământului și pentru a face planeta suficient de caldă pentru viață, dar prea multă încălzire poate amenința viața.
Au loc procese naturale care emit și elimină dioxidul de carbon din atmosferă într-un schimb complex în curs cunoscut sub numele de ciclul carbonului. Procesele responsabile de emisiile de dioxid de carbon se numesc surse, iar cele care elimină dioxidul de carbon sunt numite chiuvete. Sursele naturale de CO2 includ respirația plantelor și animalelor, cum ar fi expirațiile umane și erupțiile vulcanice. Chiuvetele naturale includ fotosinteza plantelor, în timpul căreia plantele elimină dioxidul de carbon din aer pentru a produce zaharuri și a stoca în biomasa vegetală. Oceanele sunt atât o chiuvetă, cât și o sursă, cu apele tropicale care de obicei eliberează dioxid de carbon și apele oceanice mai reci absorbind dioxid de carbon.
Într-un ciclu sănătos al carbonului, emisiile de dioxid de carbon sunt anulate de eliminările de dioxid de carbon, astfel încât să nu existe o schimbare netă a concentrației de dioxid de carbon din atmosferă. Activitățile umane, cum ar fi producția de metale, producția de minerale și arderea combustibililor fosili, au crescut emisiile de dioxid de carbon. Între timp, poluarea oceanelor și defrișările, tăierea copacilor și a altor plante pentru lemn, agricultură și dezvoltare urbană, au împiedicat procesele naturale de îndepărtare a dioxidului de carbon. În perioada dintre Revoluția Industrială din anii 1700 și 2005, concentrația de dioxid de carbon din atmosferă a crescut cu 35%, ceea ce indică faptul că sursele din ciclul carbonului au depășit chiuvetele.
Când combustibilii fosili, cum ar fi cărbunele, gazul sau petrolul, sunt arse pentru a crea energie, ei eliberează carbon sub formă de CO2. Acești combustibili fosili sunt de obicei arse pentru a genera electricitate rezidențială și industrială, pentru a crea căldură și pentru a muta vehicule precum avioane, trenuri, automobile și bărci. Procesele de producție a mineralelor de var, ciment și carbon sodiu implică reacții chimice care transformă substanțele chimice din materiile prime pentru a crea emisii de dioxid de carbon. Emisiile de CO2 apar prin mijloace similare în producția de metale, cum ar fi fierul, zincul și plumbul. Degradarea produselor pe bază de petrol și producerea de substanțe chimice precum amoniacul contribuie, de asemenea, la emisiile de dioxid de carbon.