O CO₂ é frequentemente obtido como subproduto de diversas reações químicas industriais, como, por exemplo, a fermentação alcóolica na fabricação do álcool comum e das bebidas alcóolicas, a decomposição de carbonatos (CaCO3 --> CaO + CO2), entre outras. A produção de águas gaseificadas e refrigerantes utiliza o gás carbônico dissolvido (ácido carbônico), responsável pela efervescência característica desse tipo de bebidas. Por não ser condutor de energia, o gás carbônico é muito empregado em extintores de incêndio. Além disso, esse gás também é utilizado como anestésico em animais que vão para o abate e para a regulação do pH de águas do aquário.

Em temperaturas inferiores a 78 °C negativos, o dióxido de carbono passa do estado gasoso para o estado sólido, o que recebe o nome de gelo-seco. Esse nome se deve ao fato de o gelo-seco não se tornar líquido, mas sim sublimar-se, passando diretamente da fase gasosa para a sólida. O gelo-seco é muito utilizado em refrigeração (como, por exemplo, nos carrinhos de sorvete) e também para produzir algo semelhante à fumaça em shows e bailes.

Atualmente, muito se fala do dióxido de carbono, uma vez que esse gás é um dos causadores do efeito estufa, processo que contribui com o aumento da temperatura do planeta (aquecimento global). Isso ocorre porque o dióxido de carbono (entre outros gases) é capaz de absorver parte da radiação infravermelha emitida pela superfície Terra, evitando que elas escapem para o espaço, o que resulta num aumento significativo da temperatura. O dióxido de carbono está em excesso na atmosfera, devido principalmente ao desmatamento e à queima de combustíveis fósseis (petróleo, carvão mineral e gás natural).