Uhlík se v atmosféře vyskytuje v molekulách plynů, především oxidu uhličitého a metanu. Oxid uhličitý je součástí přirozeného uhlíkového cyklu.
Většinu uhlíku v rámci koloběhu pohltí rostliny procesem fotosyntézy a vody. Opačně se pak uhlík uvolňuje oxidací, tedy reakcí s kyslíkem.
Oxid uhličitý se z klimatického hlediska považuje za skleníkový plyn a jeho koncentrace v atmosféře ovlivňuje zemské klima. Má se za to, že jeho současná koncentrace způsobuje klimatické změny a proto je nutno jeho koncentraci v atmosféře snižovat.
Aby se koncentrace oxidu uhličitého nezvyšovala je potřeba omezit a výhledově ukončit spalování fosilních paliv a docílit uhlíkovou rovnováhu, kdy rostliny a vody pohltí takové množství uhlíku, které v atmosféře přibude. Tento stav jsme pojmenovali „čistá nula“ a měli bychom ho dosáhnout do roku 2050.
Jenže ani ukončení spalování fosilních paliv k zamezení oteplení planety o max. 2 stupně stačit nebude. K tomu bude potřeba ještě nejméně 11 gigatun uhlíku z atmosféry trvale odstranit a bezpečně uložit.