二氧化碳作為制冷劑可以追溯到20世紀初。1869年，美國人Thaddeus S. C. Lowe利用二氧化碳作為制冷劑制造了一臺制冰機。到1955年CO2被鹵代烴制冷劑所取代，由于CO2不破壞臭氧，工業CO2回收作為制冷劑可以減少其在大氣中的排放量，會對環境產生積極影響;而且它是許多能足轉換的副產品，可以很便宜地獲得，所以它也重新成為可選用的替代制冷劑。
CO2作為天然工質是一種無色、無味的氣體，無毒、不可燃.這一點比烷烴具有明顯的優勢。其熔點為一56. 6℃ (517. 8kPa )，實際上是三相點，其沸點為一78. 5℃ (101. 3kPa)，如圖2-5所示。其高密度和低黏度，流動損失小、傳熱效果良好。CO2相對分子質量44.01，臨界溫度31. 1℃，臨界壓力7.28MPa，臨界比體積0. 0214m3/kg，比熱容0. 833kJ/ (kg· K),ODP=0 ;0℃的單位制冷量比鹵代烴類制冷劑高5-8倍，因而對于相同冷負荷的制冷系統，壓縮機的尺寸可以明顯減小、重量減輕;潤滑條件容易滿足，對制冷系統常見材料無腐蝕。
目前，二氧化碳一碳氫化合物的混合物被推薦為可能的制冷劑，其中CO2有助于降低碳氫化合物的可燃性。近年來，對CO:作為環保制冷劑的研究一直是制冷空調技術領域中廣泛關注的熱點之一。CO2跨臨界循環在汽車空調、熱泵、商用制冷裝置、食品冷藏冷凍等方面的應用前景都很好，性能都相當于甚至好于原來采用R22或R134a的制冷裝置，特別適用于需要大的溫度變化的場合，而且在較低的蒸發溫度下性能較好。
