二氧化碳是一種無色，無味，無毒且不易燃的氣體。它略帶酸性。它用于廢水處理，作為電子設備環境測試中的冷卻介質。它也可用于增加超純水的電導率，用于二氧化碳雪磨擦清洗晶圓上的殘留物。它在自身的蒸汽壓力下作為液化氣體運輸。
高純二氧化碳主要用于電子工業，醫學研究及臨床診斷、二氧化碳激光器、檢測儀器的校正氣及配制其它特種混合氣，在聚乙烯聚合反應中則用作調節劑。
固態二氧化碳廣泛用于冷藏奶制品、肉類、冷凍食品和其它轉運中易腐的食品，在許多工業加工中作為冷凍劑，例如粉碎熱敏材料、橡膠磨光、金屬冷處理、機械零件的收縮裝配、真空冷阱等。
氣態二氧化碳用于碳化軟飲料、水處理工藝的pH控制、化學加工、食品保存、化學和食品加工過程的惰性保護、焊接氣體、植物生長刺激劑，在鑄造中用于硬化模和芯子及用于氣動器件，還應用于殺菌氣的稀釋劑(即用氧化乙烯和二氧化碳的混臺氣作為殺菌、殺蟲劑、熏蒸劑，廣泛應用于醫療器具、包裝材料、衣類、毛皮、被褥等的殺菌、骨粉消毒、倉庫、工廠、文物、書籍的熏蒸)。
液體二氧化碳用作致冷劑，飛機和電子部件的低溫試驗，提高油井采收率，橡膠磨光以及控制化學反應，也可用作滅火劑。
超臨界狀態的二氧化碳可以用作溶解非極性、非離子型和低分子量化合物的溶劑，所以在均相反應中有廣泛應用。
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