固态二氧化碳广泛用于冷藏奶制品、肉类、冷冻食品和其它转运中易的食品，在许多工业加工中作为冷冻剂，例如粉碎热敏材料、橡胶磨光、金属冷处理、机械零件的收缩装配、真空冷阱等。由于还原二氧化碳需要的活化能较高，这个过程需要加一定高电压后才能实现，而在阴极发生的氢析出反应的程度随电压的增加而加大，会抑制了二氧化碳的还原，故二氧化碳的还原需要有合适的催化剂，以致二氧化碳的电化学还原往往是个电催化还原过程。在铸造中用于硬化模和芯子及用于气动器件，还应用于杀菌气的稀释剂（即用和二氧化碳的混台气作为杀菌、杀虫剂、熏蒸剂，广泛应用于器具、包装材料、衣类、毛皮、被褥等的杀菌、骨粉消毒、仓库、工厂、、书籍的熏蒸）。
3世纪时，食品级二氧化碳瓶，中国西晋时期的张华（232年－300年）在所著的《博物志》一载了一种在烧白石（CaCO3）作白灰（CaO）过程中产生的气体，这种气体便是如今工业上用作生产二氧化碳的石灰窑气。CO2分子形状是直线形的，其结构曾被认为是：O=C=O。但CO2分子中碳氧键键长为116pm，介于碳氧双键（键长为124pm）和碳氧三键（键长为113pm）之间，故CO2中的碳氧键具有一定程度的三键特征。二氧化碳的电化学还原是一个利用电能将二氧化碳在电解池阴极还原而将氢氧根离子在电解池阳极氧化为氧气的过程。
液体二氧化碳用作致冷剂，飞机、和电子部件的低温试验，提高油井采收率，橡胶磨光以及控制化学反应，六安食品级二氧化碳，也可用作灭火剂。气态二氧化碳用于碳化软饮料、水处理工艺的pH控制、化学加工、食品保存、化学和食品加工过程的惰性保护、焊接气体、植物生激剂。关于其毒性，研究表明：低浓度的二氧化碳没有毒性，高浓度的二氧化碳则会使动物。
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