Karbondioksit, bir karbon atomu ile iki oksijen atomunun kovalent bağlarla birleşmesiyle oluşan renksiz, kokusuz, asidik özellikteki bir bileşiktir. Kimyasal formülü CO₂ olarak gösterilir. Bu formül, moleküldeki atomların türünü ve sayısını belirtir: C (karbon) ve O (oksijen). Alt indis olan "2", iki oksijen atomu bulunduğunu ifade eder.
CO₂ molekülü doğrusal (lineer) bir geometriye sahiptir. Merkezdeki karbon atomu, iki oksijen atomuyla çift bağ (C=O) yapar. Bağ açısı 180°'dir, bu nedenle molekül simetriktir ve polar değildir.
Karbondioksit, birçok kimyasal ve biyolojik süreçte yer alır:
CO₂, doğal sera etkisinin temel bileşenlerindendir. Atmosferdeki artışı (fosil yakıt kullanımı, ormansızlaşma vb. nedenlerle) küresel ısınmayı hızlandırır. Sanayi Devrimi'nden bu yana atmosferdeki CO₂ konsantrasyonu ~280 ppm'den 420 ppm seviyelerine yükselmiştir.
Karbondioksit, karbon döngüsünün merkezinde yer alır. Atmosfer, okyanuslar, toprak, canlı organizmalar ve jeolojik katmanlar arasında sürekli bir değişim halindedir.
CO₂ formülüyle gösterilen karbondioksit, yalnızca basit bir kimyasal bileşik değil, aynı zamanda Dünya'nın iklim sistemini, canlı yaşamını ve endüstriyel süreçleri doğrudan etkileyen hayati bir moleküldür. Hem doğal döngülerdeki rolü hem de insan faaliyetleriyle artan etkisi nedeniyle, modern dünyanın en çok tartışılan kimyasal bileşiklerinden biridir.