Kontoret för Premier Li Keqiang sade att utsläppen "kommer att nå sin topp runt 2030" och Kina skulle arbeta hårt för att uppnå målet ännu tidigare.
Uttalandet överensstämmer med Kinas uttalande i november förra året efter ett toppmöte mellan USA och Kina.
Kinas löfte kommer före samtalen sent i år i Paris för att söka en ny global överenskommelse om klimatförändringar.
Uttalandet, som släpptes efter ett möte i Paris mellan Li och fransk president Francois Hollande, sade Kina syftar till att minska sina koldioxidutsläpp per enhet av BNP med 60-65 % fram till 2030, från 2005 års nivåer.
Kolintensitetsmålet bygger på en tidigare plan för att minska kolintensiteten med 40–45 % fram till 2020.
Kina syftade också till att öka andelen icke-fossila bränslen i sin primärenergiförbrukning till cirka 20 % fram till 2030, tillade uttalandet.
Peking har tidigare satt som mål att få omkring 15 % av sin energi från rena källor senast 2020.
Analys av BBC:s vetenskapsredaktör David Shukman
Detta är ett viktigt ögonblick i de internationella klimatförhandlingarna. I åratal hävdade Kina att det var för fattigt och underutvecklat för att ens överväga att acceptera alla skyldigheter att begränsa sina växthusgaser.
Nu bevittnar vi världens största emitter som spelar enligt FN:s regler och lovar ännu djupare nedskärningar som de föreslog några månader tillbaka. För diplomater och ministrar som hoppas få se en meningsfull överenskommelse vid klimattoppmötet i Paris i slutet av året kommer detta att vara ett välkommet steg.
Storleken på nedskärningarna, och tidsskalan, kommer naturligtvis att bedömas av många som för lite och för sent. Men för alla som uthärdade samtalens kollaps vid toppmötet i Köpenhamn för sex år sedan spelar Kina ett mycket annorlunda och mycket mer konstruktivt spel. Kommer det verkligen att göra någon skillnad för den globala uppvärmningen?
Vetenskapsmän säger alltid att det inte spelar någon roll till atmosfären där utsläppen kommer från och Kinas kommer att fortsätta att stiga under de kommande 15 åren eller så, och på deras redan gargantuan skala.
Och dagens tillkännagivande betyder inte att den kinesiska användningen av fossila bränslen snart kommer att upphöra. Samma dag som Kina har meddelat denna klimatplan började man också bygga en massiv pipeline som kommer att ge det en hel del gas från Ryssland.
Alla länder som deltar i FN:s klimatsamtal måste lägga fram nationella planer för att minska utsläppen före de viktigaste Parissamtalen.
Kina ansluter sig till flera andra länder, däribland EU, USA och Mexiko, som redan har åtagit sig sina planer för att bekämpa klimatförändringarna, formellt kända av FN som INDC (avsedda nationellt fastställda bidrag).
Med Kinas tillkännagivande har världens största förorenare - Kina, USA och EU - nu alla beskrivit sina klimatplaner inför den globala klimatkonferensen.
I en kommentar till uttalandet sade Li Shuo, klimatanalytiker för Greenpeace China, om framgång i Paris, alla aktörer - inklusive Kina och EU - behövde för att öka sitt spel.
"Dagens löfte måste endast ses som utgångspunkt för mycket mer ambitiösa åtgärder.
"Det återspeglar inte helt den betydande energiomställning som redan äger rum i Kina.
"Med tanke på den dramatiska nedgången i kolförbrukningen, robust användning av förnybar energi och det akuta behovet av att ta itu med luftföroreningar, tror vi att landet kan gå långt utöver vad det har föreslagit i dag."
Kinas nya klimatplan skickar ett starkt budskap till andra länder att göra mer om klimatet inför årets förhandlingar om ett nytt globalt klimatavtal, säger WWF.
Samantha Smith, global klimatledare på WWF, sade att Kina var den första stora utvecklingsländer emitter att sätta en total utsläppstopp mål.
"I gör detta, Kina har åtagit sig att både global klimatsäkerhet och en omvandling energi övergång hemma," sade hon.
"Vi betonar vikten av att Kina har gjort åtaganden utanför sitt ansvar som utvecklingsland. Men vi hoppas att Kina kommer att fortsätta att hitta sätt att minska sina utsläpp, vilket i sin tur kommer att driva globala marknader för förnybar energi och energieffektivitet."
I måndags, vid samtal i Bryssel med EU:s ledare, sade den kinesiska premiärministern att landet sökte ett rättvist, globalt system för att ta itu med klimatförändringarna.
Kina kommer att arbeta med det internationella samfundet för att söka en "rättvis, rimlig, win-win" globala klimatstyrningssystem, Li sade.
Kina - världens största utsläpp av växthusgaser - har meddelat detaljer om sin klimathandlingsplan.