탄소원자 하나와 산소 원자 두 개로 이루어진 화합물로, 무색·무취의 기체이다. 자연계에서는 호흡과 연소 과정에서 발생하며, 대기의 주요 구성 성분 중 하나이다. 식물의 광합성에 필수적인 물질로 생태계 순환에 중요한 역할을 하지만, 농도가 증가할 경우 온실가스로 작용한다.
물에 녹아 약한 산성을 띠며, 탄산을 형성한다. 화산 활동이나 해양에서도 자연적으로 방출되고, 산업화 이후에는 화석연료 사용 증가로 배출량이 급격히 늘어났다. 이로 인해 기후 변화와 지구 온난화의 주요 원인으로 지목된다. 한편 탄산음료 제조, 소화기, 드라이아이스 등 산업적 활용도 다양하다.
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