Ved et trykk på 5,07 MPa (50 atmosfærer) kan karbondioksidgass komprimeres til en fargeløs væske. Flytende karbondioksid har en tetthet på 1,101 g/cm³ ved -37 grader; kokepunktet er -88,5 ± 9,0 grader (ved 760 mmHg), og smeltepunktet er -78,5 grader .
Når karbondioksid løses opp i vann, synker vannets pH-nivå, noe som utgjør en fare for vannlevende organismer.
Flytende karbondioksid absorberer en betydelig mengde varme når den fordamper; når den avkjøles til -21,1 grader under et trykk på 0,415 MPa, stivner flytende karbondioksid og danner fast karbondioksid, vanligvis kjent som tørris. Under normale forhold er karbondioksid kjemisk stabil; Men ved høye temperaturer brytes det ned til karbonmonoksid og oksygen. Når den er tilstede sammen med spormengder av vann, viser dens vandige løsning sure egenskaper.