全球碳循环指的是碳在地球各个圈层(包括大气圈、水圈、生物圈、土壤圈、岩石圈)之间的迁移转化和循环周转的过程。在大气中，二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳参与物质循环的主要形式。它的主要过程包括：

1、生物的同化过程和异化过程，主要是光合作用和呼吸作用；

光合作用，常指绿色植物在光能的作用下，将二氧化碳和水合成有机物质并释放氧气的过程。光合作用所产生的有机物质主要是糖类，贮藏着能量。整个光合作用大致可分为下列三大过程：光能的吸收、传递和转换过程，电能转变为活跃化学能过程和活跃化学能转变为稳定化学能过程。森林、草原、农作物等绿色植物能够利用太阳能，吸收大气中二氧化碳，对降低或减少大气中温室气体浓度发挥着重要作用。

2、大气和海洋之间的二氧化碳交换；碳酸盐的沉淀作用。

碳循环途径主要有：

1、在光合作用和呼吸作用之间的细胞水平上的循环；

2、大气二氧化碳和植物之间的个体水平上的循环；

3、大气二氧化碳一植物一动物一微生物之间的食物链水平上的循环；

4、碳以动植物有机体形式深埋地下，在还原条件下，形成化石燃料，于是碳便进入了地质大循环。

在生物圈中，森林是碳的主要吸收者，它固定的碳相当于其他植被类型的2倍，也是生物库中碳的主要贮存者，相当于目前大气含碳量的2/3。植物、微生物通过光合作用从大气中吸收碳的速率，与通过生物的呼吸作用将碳释放到大气中的速率大体相等，因此，大气中二氧化碳的含量在受到人类活动干扰以前是相当稳定的。