L'anidride carbonica è importante perché viene utilizzata nella fotosintesi, un processo necessario per la sopravvivenza della vita sulla Terra. L'anidride carbonica è anche un gas serra vitale che aiuta a intrappolare il calore nell'atmosfera e svolge un ruolo chiave nel ciclo del carbonio della Terra.
Le piante e alcuni microbi usano un processo biochimico chiamato fotosintesi per produrre cibo usando anidride carbonica. Questi organismi combinano l'anidride carbonica e l'acqua per produrre carboidrati liberando ossigeno. L'aumento degli organismi fotosintetici che hanno ridotto i livelli di anidride carbonica ha portato a un aumento dei livelli di ossigeno e allo sviluppo di organismi che respirano ossigeno.
L'anidride carbonica contribuisce all'effetto serra interferendo con il ritorno di energia dalla superficie terrestre allo spazio mediante radiazione infrarossa. I gas serra assorbono la radiazione infrarossa. Senza l'anidride carbonica nell'atmosfera, il clima della Terra sarebbe molto più fresco.
Il biossido di carbonio agisce come un tampone climatico, perché il feedback nel ciclo del carbonio aiuta a mantenere le temperature globali in modo che il clima della Terra non diventi troppo caldo o freddo per supportare la vita. L'ingestione dall'interno della Terra nei vulcani attivi, gli archi vulcanici e le creste oceaniche è la fonte primaria di anidride carbonica. Alcuni diossido di carbonio degenerato rimane nell'atmosfera, ma alcuni sono dissolti negli oceani o immagazzinati come biomassa in organismi viventi o in decomposizione.