Karbondioksid er funnet både i det interstellare rom, i den protoplanetarisk skive og rundt unge stjerner. Dannelsen skjer ved overflatereaksjoner med karbonmonoksid og oksygen til vann- og ispartikler ved temperaturer rundt -123 °C (150 K). Ved fordampning av isen frigjøres karbondioksid. I det frie rommet mellom, er konsentrasjonen forholdsvis lav, ettersom vann og karbonmonoksid er dannet ved reaksjoner med atomært og molekylært hydrogen.