Den största miljöpåverkan i kolcykeln sker via koldioxid. Halten koldioxid i atmosfären ökar kontinuerligt, och har gjort det sedan den industriella revolutionen. Den främsta anledningen till ökningen av koldioxid i atmosfären är att vi förbränner fossila bränslen.
Hur påverkar koldioxid miljön?
Koldioxid påverkar miljön på två huvusakliga sätt; den ökar den globala temperaturen via växthuseffekten, och den försurar våra hav.

Koldioxid och global uppvärmning
Växthuseffekten är ett fenomen där solljus tillåts komma igenom atmosfären och träffa jorden, ombildas till värmestrålning, som när den försöker lämna jorden (enkelt förklarat) i atmosfären reflekteras tillbaka mot jorden, som då behåller mer värme. Koldioxid är en växthusgas, vilket betyder att den har egenskapen att släppa igenom solljus, men reflektera värmestrålning. Ju mer växthusgaser som finns i atmosfären, desto mer värme stängs inne och värmer upp jorden ytterligare.
Det är med andra ord som så att ju mer koldioxid som släpps ut, desto varmare blir jorden. En ökad global temperatur på bara någon enstaka grad jämfört med dagens nivåer kommer (och är på väg att) orsaka stor förödelse via höjning av havsnivåerna pga. smält polaris, stormar, brist på dricksvatten och i olika områden varierande torka och översvämningar.
Ett argument som ibland lite skämtsamt hörs är att vi i Sverige ska vara glada över global uppvärmning eftersom det är så kallt här. Om Golfströmmen (en havsström med varmt vatten) byter riktning kan temperaturen i norden sänkas betydligt. Global uppvärmning är en höjning av medeltemperaturen, vilket innebär att det i genomsnitt blir varmare, men på olika ställen kan bli varmare, kallare eller inte förändras så mycket. Global uppvärmning är något som vi inte vill uppleva om klimatet ska vara någotsånär hanterbart.
Koldioxid och försurning av hav
Den andra effekten av ökade koldioxidnivåer som inte är lika känd är att den försurar haven. Som beskrivs i artikeln om kolcykeln och vatten så orsakar ökade nivåer av koldioid en försurning av haven desto mer koldioxid som löser sig i dem. Surare hav har ett antal effekter på de växter och djur som lever i dem, men en av de största problemen är att havslevande organismer inte kan skapa skyddande kalkskal (CaCO3). Organismer som är beroende av kalkskal, såsom koraller och skaldjur kan därmed ta stor skada av havsförsurning via de höga koldioxidutsläppen.