Karbondioksit, soğutmanın en eski akışkanlarından biridir; 1930’larda freonlara yenilmiş, 2000’lerden sonra sera gazı kısıtlamalarıyla geri dönmüştür. Yanmaz, zehirsiz (yüksek derişim dışında), ucuz ve her yerde bulunur; ısı taşıma kapasitesi çok yüksek olduğu için boru çapları küçüktür. GWP referans değeri 1’dir: her akışkanın GWP’si CO₂’ye göre ölçülür.
Zorluğu basıncıdır: kritik sıcaklığı 31 °C olduğu için sıcak havada normal yoğuşma yapamaz ve "transkritik" bölgede 90–120 bar basınçla çalışır; soğuk odada 0 °C buharlaşma bile 34 bar demektir. Kompresör, boru, valf ve kontrol cihazları CO₂’ye özel tasarlanır. Buna karşılık soğuk iklimlerde verimi HFC sistemlerini geçer; sıcak iklimlerde paralel kompresör, ejektör ve adyabatik gaz soğutucu gibi çözümlerle açık kapatılır.
Bugün Avrupa marketlerinin yeni soğutma sistemlerinin büyük kısmı transkritik CO₂ rack’tir; büyük soğuk hava depolarında amonyak/CO₂ kaskad sistemler yaygındır. Türkiye’de de zincir marketler ve lojistik depolar bu yöne gitmektedir. CO₂’nin basınç–sıcaklık tablosu akışkan sayfamızda yer alır; −56 °C üçlü nokta ve 31 °C kritik nokta tabloda görünür.