Karbondioksit normalde renksiz bir gaz olarak ortaya çıkar. Katı formda denir kuru buz. Karbondioksit için kimyasal veya moleküler formül CO2. Merkezi karbon atomu, iki oksijen atomuna kovalent çift bağlarla birleştirilir. Kimyasal yapı merkez-simetrik ve doğrusaldır, bu nedenle karbondioksitin elektrikli dipol.
Karbondioksit suda çözünür, burada bir diprotik asit görevi görür, önce bikarbonat iyonunu ve daha sonra karbonatı oluşturmak için ayrılır. Yaygın bir yanlış anlama tüm çözünmüş karbon dioksitin karbonik asit oluşturmasıdır. En çok çözünmüş karbondioksit moleküler formda kalır.
Her iki su (H2O) ve karbon dioksit (CO)2) ile bağlı atomlardan oluşur kutupsal kovalent bağlar. Hala, su polar bir moleküldür karbondioksit polar değildir. Bir molekül içindeki kimyasal bağların polaritesi, molekülü polar yapmak için yeterli değildir. Her su molekülü, oksijen atomundaki yalnız elektron çifti nedeniyle bükülmüş bir şekle sahiptir. Karbondioksit içindeki her bir C = O bağı polardır, oksijen atomu elektronları karbondan kendine çeker. Yükler büyüklükte eşittir, ancak yönün tersidir, bu nedenle net etki polar olmayan bir molekül üretmektir.