Ved fremstilling af syntesegas (seammoniak) opstår der som biprodukt kuldioxid i store mængder, og dette er i dag hovedkilden. Desuden opsamles på mange bryggerier den kuldioxid, der udvikles ved gæringen. På visse lokaliteter fremstilles kuldioxid som i ældre tid ved forbrænding af koks eller flaskegas og udvaskning af røggassen. Kuldioxiden renses, komprimeres (ca. 55 bar) og fortættes, hvorefter den distribueres flydende. Ved at lade flydende kuldioxid ekspandere til atmosfæretryk kan der fremstilles fast kuldioxid,tøris.

Kuldioxid finder anvendelse til mineralvand og fadøl, ildslukkere, bedøvelse, beskyttelsesgas ved svejsning, kontrollerede atmosfærer ved pakning af nærings- og nydelsesmidler, øgning af luftens indhold af kuldioxid i drivhuse og til køling og frysning. I den kemiske industri er den vigtigste anvendelse til produktion af urinstof (urea).

I de fleste organismer er kuldioxid sammen med vand slutproduktet vedoxidation af kulhydrater, lipider og proteiner.

Kuldioxid kan ikke udnyttes i væsentligt omfang af dyr og udskilles med udåndingsluften. Hos pattedyr medgår dog 3-4 % af den daglige kuldioxidproduktion til dannelsen af urinstof i forbindelse med proteinomsætningen. Planter kan derimod udnytte kuldioxid til syntese af kulhydrater ifotosyntesen.

Hovedparten af kuldioxid dannes i vævene ved oxidation af acetylcoenzym A (acetylcoA) icitronsyrecyklus og for kulhydraters og nogle aminosyrers vedkommende ved omdannelsen af pyruvat til acetylcoA. Den dannede kuldioxid er i ligevægt med kulsyre og hydrogencarbonat og transporteres med blodet til lungerne. Hydrogencarbonat er nødvendigt for vigtige processer som fx fedtsyresyntese ogglukoneogenese.