1774年，瑞典化学家贝格曼（即托贝恩·奥洛夫·贝格曼，Torbern Olof Bergman，1735年－1784年）在其论文《研究固定空气》中叙述了他对“固定空气”的密度、在水中的溶解性、对石蕊的作用、被碱吸收的状况、在空气中的存在、水溶液对金属锌、铁的溶解作用等的研究成果。 1787年，拉瓦锡在发表的论述中讲述将木炭放进氧气中燃烧后产生的“固定空气”，肯定了“固定空气”是由碳和氧组成的，由于它是气体而改称为“碳酸气”。同时，拉瓦锡还测定了它含碳和氧的质量比（碳占23.4503%，氧占76.5497%），首次揭示了二氧化碳的组成。 1797年，英国化学家坦南特（即史密森·坦南特Smitbson Tennant，1761年－1815年， [13] 又译“台耐特” [14] 等）用分析的方法测得“固定空气”含碳27.65%、含氧72.35%。 1823年，英国科学家法拉第（即迈克尔·法拉第，Michael Faraday，1791年－1867年）发现加压可以使“碳酸气”液化。同年，法拉第和戴维（即汉弗里·戴维，Humphry Davy，1778年－1829年，又译“笛彼”）首次液化了“碳酸气”。1834年或1835年，德国人蒂罗里尔（即阿德里安·让·皮埃尔·蒂罗里尔，Adrien-Jean-Pierre Thilorier，1790年－1844年，又译“蒂洛勒尔”、“狄劳里雅利” [18] 、“奇洛列” [19] 等）成功地制得干冰（固态二氧化碳）。1840年，法国化学家杜马（即让-巴蒂斯特·安德烈·杜马，Jean-Baptiste André Dumas，1800年－1884年）把经过精确称量的含纯粹碳的石墨放进充足的氧气中燃烧，并且用氢氧化钾溶液吸收生成的“固定空气”，计算出“固定空气”中氧和碳的质量分数比为72.734：27.266。此前，阿伏伽德罗（即阿莫迪欧·阿伏伽德罗，Amedeo Avogadro，1776年8月9日—1856年7月9日）于1811年提出了假说——“在同一温度和压强下，相同体积的任何气体都含有相同数目的分子。”化学家们结合氧和碳的原子量得出“固定空气”中氧和碳的原子个数简单的整数比是2：1，又以阿伏伽德罗于1811年提出的假说为依据，通过实验测出“固定空气”的分子量为44，从而得出“固定空气”的化学式为CO2，与此化学式相应的名称便是“二氧化碳”。 1850年，爱尔兰物理化学家安德鲁斯（即托马斯·安德鲁斯，Thomas Andrews，1813年－1885年）开始对二氧化碳的超临界现象进行研1896年，瑞典化学家阿累尼乌斯（即斯万特·奥古斯特·阿累尼乌斯，Svante August Arrhenius，1859年－1927年）通过计算指出，大气中二氧化碳浓度增加一倍，可使地表温度上升5～6℃。 1950年－1952年间，苏联的柳巴夫斯基（K. B. Любавский）、诺沃日洛夫（H. M. Новожилов）与日本的关口春次郎分别研究了一种在二氧化碳保护气体中使用的焊丝，并提出了焊接钢材的新的冶金方案。 [25] 随之，1953年， [[ 柳巴夫斯基 ]] 等人发明了二氧化碳气体保护焊。

CO2分子形状是直线形的，其结构曾被认为是：O=C=O。但CO2分子中碳氧键键长为116pm，介于 [[ 碳氧 ]] 双键（键长为124pm）和碳氧三键（键长为113pm）之间，故CO2中的碳氧键具有一定程度的叁键特征。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。 [29]

向澄清的石灰水中加入二氧化碳，会使澄清的 [[ 石灰 ]] 水变浑浊，生成碳酸钙沉淀（此反应常用于检验二氧化碳），相应的化学反应方程式为：当二氧化碳过量时，生成 [[ 碳酸氢钙 ]] ：

由于碳酸氢钙溶解性大，长时间往已浑浊的石灰水中通入二氧化碳，可发现沉淀渐渐消失。 [29]

当二氧化碳过量时，生成 [[ 碳酸氢钠 ]] ：

2-4.电化学还原二氧化碳的电化学还原是一个利用电能将二氧化碳在电解池阴极还原而将氢氧根离子在电解池阳极氧化为氧气的过程，由于还原二氧化碳需要的活化能较高，这个过程需要加一定高电压后才能实现，而在阴极发生的氢析出反应的程度随电压的增加而加大，会抑制了二氧化碳的还原，故二氧化碳的高效还原需要有合适的催化剂，以致二氧化碳的电化学还原往往是个电催化还原过程。这个过程的简单机理为：⑴电解池阴极：在初始阶段，二氧化碳被吸附在阴极催化剂表面，形成中间产物（反应式①）；然后电子在两个电极间电势差的作用下发生转移，转移数可能是2、4、6、8、12，还原产物随电子转移数的不同而可能是一氧化碳、 [[ 甲酸根 ]] 、 [[ 甲酸 ]] 等（反应式②-④）。⑵电解池阳极：水溶液中发生析 [[ 氢 ]] 反应，产生氢气（反应式⑤、⑥）。

在酸性条件下，二氧化碳能和格式试剂在无水乙醚中反应生成 [[ 羧酸 ]] ，相应的化学反应方程式为：说明：式子中R为脂肪烃基或芳香 [[ 烃基 ]] ，X为卤素，Etheranhydrous表示无水乙醚。 [34]

说明：式子中C5为1,5-二 [[ 磷酸核酮糖 ]] ，2C3为2分子3- [[ 磷酸甘油酸 ]] 。

二氧化碳气体是大气组成的一部分（占大气总体积的0.03%-0.04%），在自然界中含量丰富，其产生途径主要有以下几种：①有机物（包括动植物）在分解、发酵、腐烂、变质的过程中都可释放出二氧化碳。②石油、[[石腊]]、[[煤炭]]、[[天然气]]燃烧过程中，也要释放出二氧化碳。③石油、煤炭在生产化工产品过程中，也会释放出二氧化碳。④所有粪便、腐植酸在发酵，熟化的过程中也能释放出二氧化碳。⑤所有动物在呼吸过程中，都要吸氧气吐出二氧化碳。 众所周知，农民种地要施肥，施肥起到什么效果呢？大家可能只知其一不知其二，我们接下来先聊聊施肥作用和意义:首先，我们说的施肥是合理化施肥，合理施肥是实现高产、稳产、低成本，环保的一个重要措施。要做到因土施磷、看地定量；根据各类作物需肥要求，合理施用；掌握关键、适期施氮；深施肥料、保肥增效；有机肥与无机肥配合施用。其次，我们说为什么要施肥，施什么样的肥？现在我们市场上定义的是有机肥和化肥，那么有人听过有二氧化碳肥的肥料吗？我们先了解有机肥和化肥，从它二肥中会引申二氧化碳肥，。有机肥料养分全，肥效慢；化肥肥分浓，见效快。特别是有机肥料中含有大量的有机质，经微生物作用，形成腐殖质，能改良土壤结构，使其疏松绵软，透气良好，这不仅有利于作物根系的生长发育，而且有助于提高土壤保水、保肥能力。化肥可以供给微生物活动需要的速效养分，加速微生物繁殖和活动，促进有机肥料分解，释放出大量的二氧化碳和[[有机酸]]，这就有利于土壤中难溶性养分的溶解。因而有机肥料和化肥配合施用，能取长补短、互相调剂，充分发挥这两种肥料的作用。

[[ 氨 ]] 、 [[ 氢气 ]] 、合成氨生产过程中往往有脱碳（即脱除气体混合物中二氧化碳）过程，使混合气体中二氧化碳经加压吸收、减压加热解吸可获得高纯度的二氧化碳气。

进入含有较高浓度二氧化碳的工作区域前，检查空气中二氧化碳浓度是否超过了2%，若超过，则需要采取有效的安全措施，如：①进行通风排毒，置换工作场所空气，使空气中二氧化碳浓度不超过了2%；②佩戴送风面盔、自吸式导管防毒面具、氧气呼吸器等常用的 [[ 防毒面具 ]] 。