二氧化碳加水會生成碳酸，化學式：CO2＋H2O＝（可逆）H2CO3，因為碳酸不穩定，生成的碳酸是弱酸，易分解成CO2、H2O，所以反應是可逆的。

二氧化碳是碳氧化合物之一，是一種無機物，不可燃，通常也不支持燃燒，低濃度時無毒性，它也是碳酸的酸酐，屬于酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性，其中碳元素的化合價為＋4價，處于碳元素的最高價態，故二氧化碳具有氧化性而無還原性，但氧化性不強。

二氧化碳由高溫煅燒石灰石或由石灰石和稀鹽酸反應制得，主要應用于冷藏易腐敗的食品（固態）、作致冷劑（液態）、制造碳化軟飲料（氣態）和作均相反應的溶劑（超臨界狀態）等。

固態二氧化碳俗稱干冰，升華時可吸收大量熱，因而用作制冷劑，如人工降雨，也常在舞臺中用于制造煙霧。二氧化碳一般不燃燒也不支持燃燒，常溫下密度比空氣略大，受熱膨脹后則會聚集于上方，也常被用作滅火劑。