対象となる化石燃料は、石炭・石油・天然ガス及びそれから由来するガソリン（揮発油）、軽油、灯油及び重油などの燃料である。
二酸化炭素 (CO2) 排出削減に努力した企業や個人が得をし、努力を怠った企業や個人はそれなりの負担をすることになるという、低炭素社会実現への努力が報われるという仕組みでもある。
特に税制中立型環境税の場合、CO2削減コストは企業や個人に課されるものの税収はそのまま国民に還付されるため、脱炭素に取り組めている企業や個人は新たな税負担が生じないことが従来のエネルギー税制との大きな違いとなっている。
経済原理.
炭素税の発想は、そもそもは新古典派経済学の経済原理に基づいている。
二つの方式がある。
ピグー税式.
ピグー税式の炭素税では削減の経済効率性が実現される。
というのも、限界被害額と同額の税金を課税するため限界均等化原理が満たされるためである。
外部性（社会的費用）から1人あたりが負担する課税額が決まる。
つまり、私的限界費用と社会的限界費用の差が課税されることでこの乖離分を市場で考慮される費用に含めることによって、後は市場の効率的資源配分のメカニズムに任せようという考え方に基づいて提案された経済的手法が炭素税の起源である。
しかしピグー税式では一度も導入されたことはない。なぜなら、社会全体の限界費用の曲線を求めることが困難だからである。そのため理想論とされるに留まる。
ボーモル＝オーツ税式.
ボーモル＝オーツ税式の炭素税が一部の国で実際には導入された。
この場合、設定した温室効果ガス削減目標を最小費用で達成することが可能になる。
どちらの場合も、税収を温暖化対策に回さずに課税効果だけで適正水準ないし目標水準まで削減が起こる。
課税効果.
炭素税を課すことにより、次のような効果が期待できる。
課税金額が大きいほど化石燃料需要の抑制につながり、削減量は大きくなる。また省エネルギー技術への投資や開発意欲も向上すると考えられる。
納税・価格転嫁.