CO₂-Emissionen bezeichnen Treibhausgase, die durch die Verbrennung verschiedener kohlenstoffhaltiger Materialien wie Kohle, Diesel und Benzin, Erdgas, Holz oder Flüssiggas entstehen. Im Zuge dieser Prozesse kommt es zu einem Ausstoß von hohen Mengen an CO₂ (Kohlendioxid), das sich in der Erdatomsphäre in stetig wachsender Konzentration anreichert. CO2-Emissionen sind wesentlich am sogenannten Treibhauseffekt beteiligt. Dieser führt zu einer globalen Klimaerwärmung mit verheerenden Folgen für die Umwelt.

Kohlenstoffdioxid ist ein natürlich vorkommendes Gas und spielt im Zuge von Stoffwechselprozessen vieler Lebewesen eine wichtige Rolle. In geringen Konzentrationen ist es für Mensch und Tier gänzlich ungiftig. Die von Menschen ausgeatmete Luft beispielsweise weist eine Kohlendioxid-Konzentration von etwa vier Prozent auf. Pflanzen hingegen benötigen Kohlenstoffdioxid für die Photosynthese, im Zuge derer sie wiederum Sauerstoff produzieren und abgeben. Während das natürliche CO₂ keinerlei negative Auswirkungen auf die Umwelt hat, ist das durch technische Abläufe gebildete Gas problematisch, da es in so großen Mengen von der Natur nicht neutralisiert werden kann.

CO2-Emissionen stammen überwiegend aus der stationären (das heißt aus in Anlagen durchgeführten) und mobilen (der in Fahrzeugen stattfindenden) Verbrennung fossiler Energieträger. Sie machen weltweit über 85 Prozent aller Emissionen aus und gelten als Hauptverursacher des anthropogenen Treibhauseffektes. Dabei reichern sich Kohlenstoffdioxid-Moleküle in der Erdatmosphäre an und absorbieren infrarotes Licht. Dies behindert die natürliche Abstrahlung der durch die Sonnenenergie zugeführten Wärme und führt dadurch zu einer Erhöhung der Temperaturen auf der Erde. Im Gegensatz zum natürlichen Treibhauseffekt verursacht der anthropogene Treibhauseffekt erhebliche klimatische Probleme. Die Biosphäre kann sich an den unnatürlich raschen Anstieg der Temperaturen nicht oder nur schlecht anpassen, was klimatisch signifikante Veränderungen nach sich zieht.

Die Reduktion der CO₂-Emissionen zum Klimaschutz ist daher seit den Neunzigerjahren des 20. Jahrhundert ein wichtiges Anliegen energie- und klimapolitischer Bestrebungen. Hierzu zählen Sparmaßnahmen wie gesetzlich Geschwindigkeitsbeschränkungen für Fahrzeuge und Schiffe sowie Gebäudesanierungen und Wärmedämmung für eine verminderte Nutzung von Heizungsanlagen. Weitere effiziente Lösungen zur Verminderung der Kohlendioxid-Belastung umfassen die Entkarbonisierung der kohlenstoffhaltigen Brennstoffe, die vermehrte Nutzung und Erforschung erneuerbarer Energien, gezielte Maßnahmen zum Schutz von Regenwäldern und die Schaffung großer Waldflächen. Eine wesentliche Rolle spielt zudem die Energieeffizienz jedes Einzelnen, das heißt das konsequente Sparen von Strom, Wasser und Treibstoff im Alltag.