ثاني أكسيد الكربون من أقدم وسائط التبريد؛ غُلب أمام الفريونات في الثلاثينيات، وعاد بعد الألفين مع قيود غازات الدفيئة. غير قابل للاشتعال، وغير سام (إلا في التركيزات العالية)، ورخيص ومتوافر في كل مكان؛ ولأن سعة نقله للحرارة عالية جدًا فأقطار الأنابيب صغيرة. وقيمة GWP المرجعية له 1: يُقاس GWP كل وسيط بالنسبة إلى CO₂.
صعوبته ضغطه: لأن حرارته الحرجة 31 °C فهو لا يستطيع التكثف العادي في الهواء الحار ويعمل في المنطقة «فوق الحرجة» بضغط 90–120 bar؛ وحتى التبخر عند 0 °C في الغرفة الباردة يعني 34 bar. وتُصمَّم الضواغط والأنابيب والصمامات وأجهزة التحكم خصيصًا لـ CO₂. وفي المقابل تتجاوز كفاءته أنظمة HFC في المناخات الباردة؛ وفي المناخات الحارة يُسدّ الفارق بحلول مثل الضاغط المتوازي والقاذف (ejector) ومبرّد الغاز الأديباتي.
اليوم معظم أنظمة التبريد الجديدة في أسواق أوروبا راكات CO₂ فوق الحرجة؛ وفي المستودعات الباردة الكبيرة تشيع أنظمة الكاسكاد أمونيا/CO₂. وفي تركيا أيضًا تتجه سلاسل الأسواق ومستودعات اللوجستيات في هذا الاتجاه. ويرد جدول الضغط–الحرارة لـ CO₂ في صفحة الوسيط لدينا؛ وتظهر في الجدول النقطة الثلاثية عند −56 °C والنقطة الحرجة عند 31 °C.