คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่นที่อุณหภูมิและความดันปกติ เป็นก๊าซที่มีความเป็นกรดอ่อน ๆ มีกลิ่นฉุนเล็กน้อยที่อุณหภูมิสูง ไม่ติดไฟและกลายเป็นของเหลวไม่มีสีและไม่มีกลิ่นหลังจากการทำให้เป็นของเหลว เป็นก๊าซไม่มีสีและไม่มีกลิ่นภายใต้อุณหภูมิและความดันปกติ ความหนาแน่นของก๊าซสัมพัทธ์ (อากาศ=1) คือ 1.522 ที่ 21.1°C และ 101.3kPa และอุณหภูมิการระเหิดคือ -78.5°C ที่ 101.3kPa ความดันไอ (kPa): 5778 (21.1°C), 3385 (0°C), 2082 (- 16.7°C), 416 (-56.5°C), 0 (-78.5°C) ความหนาแน่นของก๊าซ (กก./ลบ.ม.): 1.833 (21.1°C. 101.3kPa), 1.977 (0°C, 101.3kPa) ความหนาแน่นของของเหลวอิ่มตัว (กก./ลบ.ม.): 762 (21.1°C), 929 (0°C), 1014 (- 16.7°C), 1070 (- 28.9°C), 1177 (-56.6°C) อุณหภูมิวิกฤติคือ 31.1°C และความดันวิกฤตคือ 7382kPa ความหนาแน่นวิกฤติคือ 468 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร จุดสามจุด -56.6°C (416kPa) ความร้อนแฝงของการระเหย (กิโลจูล/กก.): 234.5 (0°C), 276.8 (-16.7°C), 301.7 (-28.9°C) ความร้อนแฝงของฟิวชันคือ 199kj/kg (-56.6°C) คาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซที่มีความเป็นกรดอ่อนและมีกลิ่นฉุนเล็กน้อยที่อุณหภูมิสูง ที่ความดันบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์ไม่สามารถดำรงอยู่เป็นของเหลวได้ เมื่ออุณหภูมิและความดันสูงกว่าจุดสามจุดแต่ต่ำกว่า 31.1°C คาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซจะอยู่ในสภาวะสมดุลในภาชนะปิด คาร์บอนไดออกไซด์ไม่ติดไฟและสามารถกัดกร่อนโลหะทั่วไปบางชนิดเมื่อมีน้ำได้