Kuldioxid har mange anvendelser, baseret på dens forskelligartede egenskaber. Den bruges meget i levnedsmiddelfremstilling til køling, konservering og pH kontrol. Den bruges også til at undertrykke kemikalier, kontrol af pH i vandbehandling, som beskyttelsesgas i metalsvejsning, til at stimulere biologisk vækst og som et brandslukningsmiddel.
Kuldioxid bruges som gas, i flydende eller fast form. Dens fordampningstemperatur er -79 oC og som tøris, fast kuldioxid, vil den have den temperatur før den fordamper til gas uden at passere den flydende fase. CO2-baserede frysesystemer kan designes til et bredt sortiment af temperaturer ned til -54 o C, hvilket gør den til et velegnet kølemiddel for applikationer såsom opbevaring, køling og frysning af levnedsmidler.
Kuldioxid er let opløselig i vand ved moderat tryk, og i olier og plastic ved højere tryk. Dette fører til brug i f.eks. drikkevarepakning før lukning af beholderen og til sodavand og mineralvand.
I sin flydende form er kuldioxid et selektivt rensemiddel for en række substanser, og ved superkritisk tryk er det et endnu stærkere opløsningsmiddel. Dets tørhed forhindrer skade på sarte materialer.
Flydende kuldioxid danner fast tøris, når det udvides til atmosfærisk tryk, hvilket bruges ved cryorensning. Små tørispellets bliver blæst med trykluft på overflader, som skal renses for olie, støv og snavs. Metoden bruges også med ultra højren kuldioxid (UHP) til at rense optiske systemer, halvledere og LCD skærme.
