Karbondioksid har mange bruksområder på grunn av sine ulike egenskapene. Den brukes i matvareindustrien ved nedkjøling, konservering eller pH-kontroll. Den brukes også til å regulere pH ved behandling av vann, som inertgass ved sveising, for å stimulere biologisk vekst og ved brannslukking for å nevne noe.
Karbondioksid sublimerer ved atmosfærisk trykk og -78 ºC og er derfor et nyttig kjølemiddel ved: frysing av mat, kjøling og tapping av drikke.
Karbondioksid løses lett i vann under moderat trykk samt i olje og kunststoff under høyt trykk. Derfor brukes det for eksempel for å tilsette kullsyre i kalde drikker.
I flytende form er karbondioksid et egnet løsemiddel for en rekke substanser, og ved ekstremt press er det et enda sterkere løsemiddel. Tørrheten det skaper hindrer skade på sensitive materialer. Det brukes derfor for eksempel ved påføring av belegg.
Karbondioksid er kjemisk reaktivt ved høye temperaturer, og denne egenskapen brukes ved smelting og raffinering og vannbehandling.
Flytende karbondioksid blir til tørris når den ekspanderer ved atmosfærisk trykk. Små tørrispartikler kan brukes til rengjøring og blåses da mot overflater under høyttrykk for å fjerne urenheter, olje og fett. Dette gjøres også med ultraren karbondioksid (UHP) for å rengjøre optiske systemer, halvledende utstyr og LCD-skjermer.
