Główny substrat fotosyntezy prowadzonej przez rośliny i bakterie fotosyntetyzujące, której produktem jest tlen, będący niezbędnym niezbędnym czynnikiem w istnieniu życia.
Ze względu na to, że jest gazem cieplarnianym, jego obecność w atmosferze jest jedną z przyczyn ocieplania klimatu, a co za tym idzie - topnienia lodowców i podnoszenia się wód w oceanach i morzach na całym świecie.
Wraz z wodą i wapniem tworzy węglan wapnia, który tworzy formy krasowe w jaskiniach, takie jak stalagmity, stalaktyty i stalagnaty.
Jest produktem oddychania komórkowego u organizmów tlenowych.
Jest także produktem fermentacji alkoholowej (jednego ze sposobów oddychania beztlenowego) przeprowadzanej przez drożdże.
