二氧化碳的工业化利用已经有几十年历史，并且颇具规模。二氧化碳的应用，可以粗略分为工业、化工和食品。
工业应用的二氧化碳，主要是作为水处理PH控制剂、焊接气体、植物生长刺激剂，以及在铸造过程中的硬化膜和芯子气动器件等，还可以用于杀菌剂。工业中应用的二氧化碳，其应用范围较为广泛，也是目前二氧化碳的主要应用方向。
在食品行业中，二氧化碳可以作为碳酸饮料、啤酒添加剂，食品加工过程中的惰性保护气体，以及食品运输中的冷冻机等。食品工业中的二氧化碳应用规模较小，但是对于二氧化碳的品质要求较高。
而在化工生产领域中，由于二氧化碳在采集生产、运输及仓储中的限制，导致它在化工应用中的方向有限。目前二氧化碳作为化工原料，可以应用的方向有尿素、二氧化硅、一氧化碳、碳酸钡、晶体碳酸钙等。
在尿素生产中，一般采用氨气和二氧化碳在一定条件下合成。尿素生产中使用二氧化碳，也开创了二氧化碳化工应用的先例。
