Karbondioksid absorberer noe av varmestrålingen fra solen (den infrarøde), mens den kortbølgede del av solstrålingen kan passere nesten uhindret. Et absorberende legeme avgir også varmestråling i henhold til sin temperatur. Disse funksjonene gjør karbondioksid til en såkalt klimagass. Etter vanndamp utgjør karbondioksid den andre store klimagassen i forhold til sin mengdeandel i atmosfæren, selv om den spesifikke virkningen av metan og ozon er høyere. Alle klimagasser sammen øker den gjennomsnittlige temperaturen på jordoverflaten på grunn av den naturlige drivhuseffekten fra cirka -18 °C til +15 °C. Karbondioksid har en relativt stor andel av den samlede effekten og dermed bidrar dermed til å gjøre klimaet vennlig for livet på jorden.