La o presiune de 5,07 MPa (50 atmosfere), dioxidul de carbon gazos poate fi comprimat într-un lichid incolor. Dioxidul de carbon lichid are o densitate de 1,101 g/cm³ la -37 grade; punctul său de fierbere este -88,5 ± 9,0 grade (la 760 mmHg), iar punctul său de topire este -78,5 grade.
Când dioxidul de carbon se dizolvă în apă, nivelul pH-ului apei scade, ceea ce reprezintă un pericol pentru organismele acvatice.
Dioxidul de carbon lichid absoarbe o cantitate semnificativă de căldură pe măsură ce se evaporă; când este răcit la -21,1 grade sub o presiune de 0,415 MPa, dioxidul de carbon lichid se solidifică pentru a forma dioxid de carbon solid, cunoscut în mod obișnuit ca gheață carbonică. În condiții normale, dioxidul de carbon este stabil din punct de vedere chimic; cu toate acestea, la temperaturi ridicate, se descompune în monoxid de carbon și oxigen. Când este prezentă alături de urme de apă, soluția sa apoasă prezintă proprietăți acide.
