Selskapet ble grunnlagt i 2009 av Christoph Gebald og Jan Wurzbacher som møttes hos ETH Zürich, og delte en bekymring for smeltingen av isbreene is de sveitsiske alpene. Begge hadde forsket på fanging av karbondioksyd fra luft, og grunnla selskapet Climeworks med det som forretningsidé basert på prototyper fra egen forskning. I 2014 var en prototype på et kommersielt produkt bygd og fungerte. I 2017 ble det første kommersielle CO anlegget satt i drift. I 2020 inngikk selskapet en avtale med Norsk e-fuel om fremstilling av syntetisk drivstoff basert på norsk energi og CO fra luften.