Les méthodes industrielles de production du dioxyde de carbone sont sa récupération en tant que sous-produit industriel ou son exploitation à partir de gisements naturels. Le CO₂ est ensuite purifié. C’est un sous-produit de la fabrication de l’ammoniac, de l’hydrogène, de la chaux, du ciment, du méthanol et de fermentation alcoolique. La production est réalisée à partir de gaz contenant généralement plus de 97 % de CO₂ en volume.
Des puits naturels de CO₂ sont exploités à Montmirail (300 tonnes par jour) et Vacquières en France. Des gisements existent un peu partout dans le monde : Arezzo en Italie, Florina en Grèce, Madison aux USA, Mont Gambia en Australie…Les réserves de CO₂ naturel sont estimées à plusieurs centaine de millions de tonnes.

Le CO₂ récupéré lors de la fermentation de brasserie et la production d’eaux minérales gazeuses est réinjecté dans l’élaboration de ces boissons.

La purification du CO₂ dépend de la source utilisée et comprend généralement plusieurs étapes dont voici quelques exemples : distillation, adsorption, oxydation catalytique, laveur, démousseur…

Le CO₂ gazeux est comprimé et liquéfié pour faciliter son transport et son stockage. La glace carbonique est obtenue par détente du CO₂ liquide en dessous du point triple.

Les éruptions volcaniques émettent du dioxyde de carbone en grande quantité. On estime à plus de 130 millions de tonne par an les rejets dus aux volcans en activité. Par exemple, l’Etna libère à lui seul 25 millions de tonne chaque année.
Les roches volcaniques stockent ce gaz et peuvent le libérer en cas de séisme, glissement de terrain ou éruption limnique (désastre naturel extrêmement rare où du gaz carbonique dissous dans un lac entre en éruption).

Le dioxyde de carbone est essentiellement lié à la production énergétique (53 % des rejets de CO₂ en France) et aux industries.

Un autre domaine qui émet une grande quantité de dioxyde de carbone est les transports.

12 % des émissions de CO₂ dans l’atmosphère sont issus de l’agriculture et de la sylviculture par suite de perturbations des sols et de la décomposition des matières organiques.