La valeur maximale d'exposition au CO2 est de 0,5 % dans l'air ambiant sur le lieu de travail, pendant une durée de travail quotidienne de 8 heures. Normalement, l'air ambiant contient environ 0,04 % de CO2. L'inhalation de concentrations de CO2 plus élevées provoque les symptômes suivants :
à 1 % : légère accélération de la respiration ;
à 2 % : la respiration devient plus profonde et jusqu'à 50 % plus rapide, avec des maux de tête et des signes de fatigue au bout de quelques heures ;
à 3 % : la respiration devient difficile, le rythme respiratoire peut doubler. Les maux de tête se produisent rapidement, l'acuité auditive diminue, le pouls s'accélère et la tension artérielle augmente ;
à 4-5 % : le rythme de la respiration s'accélère jusqu'à quadrupler ;
à 5-10 % : l'odeur du CO2 est légèrement piquante. La respiration devient très difficile et on ressent un épuisement et des maux de tête ; la vue se brouille et les oreilles sonnent. La perte de conscience peut intervenir en l'espace de quelques minutes ;
Au-delà de 10 % : perte de conscience rapide pouvant conduire à la mort sans des soins d'urgence.
Le dioxyde de carbone est un gaz peu soluble dans l'eau neutre ou acide. Sa solubilité augmente dans les milieux basiques car c'est une espèce acide faisant partie du couple H2O, CO2/HCO3–. On note le dioxyde de carbone en solution H2O, CO2 et aussi parfois H2CO3, on lui donne alors le nom d'acide carbonique. Il contribue à l'acidification de l'atmosphère et des océans.
L'acidification des océans correspond à la baisse progressive du pH des océans liée particulièrement aux pollutions humaines. L'océan devient alors de plus en plus acide, ce qui perturbe l'écosystème océanique. Le pH de l'océan a diminué de 0,1 en une centaine d'années.
L'acidification est surtout causée par l'absorption de surplus de CO2 par les océans. Le dioxyde de carbone est massivement produit par les sociétés humaines depuis la révolution industrielle. Ue partie est absorbée par les plantes et les arbres, et un tiers est absorbée par les océans. Le CO2 se dissout progressivement dans l'eau et réduit le pH de l'eau.
Le dioxyde de carbone est un des gaz à effet de serre, qui contribue en raison de l'augmentation de sa concentration, à l'élévation de la température de l'atmosphère terrestre de surface et au dérèglement climatique.