碳的儲存庫有：大氣、淺海、深海、生物圈、大陸碳酸鹽岩、海床碳酸鹽岩、油母質及地函。
每一儲存庫可以是另一儲存庫的「源」或「匯」，
而進出有一定的速率。碳參與光合作用及呼吸作用，碳也可合成有機碳和無機的碳酸鹽類，沈積在岩層中，而海洋中的海水化學性質、酸鹼值、鹼度控制著海底碳酸鹽類的埋積與溶解。
碳在大氣中主要的形式是二氧化碳，其來源可分為天然產生及人類行為產生。屬天然產生的方式有生物呼吸作用、微生物分解有機物及生物殘骸、火山噴發等；而人為活動而產生的二氧化碳主要來自於使用化石燃料、畜牧、焚燒森林、農業活動等。
由極區冰層中氣泡的二氧化碳記錄濃度變化和近代的科學記錄可知，大氣中的二氧化碳濃度從十九世紀工業革命以來就開始增加
表2:溫室氣體的濃度變化 |
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溫室氣體 |
全球濃度 |
濃度改變 |
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工業化前 |
1998年 |
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二氧化碳 (CO2) |
280ppm |
365ppm |
1.5ppm/年 |
甲烷 (CH4) |
770ppb |
1,745ppb |
7.0ppb/年 |
氧化亞氮 (N2O) |
270ppb |
314ppb |
0.8ppb/年 |
CFCl3 (CFC-11) |
0 |
268ppt |
-1.4ppt/年 |
HFC23 |
0 |
14ppt |
0.55ppt/年 |
CF4 |
40ppt |
80ppt |
1ppt/年 |
在工業革命前，海洋和大氣間二氧化碳的交換通量維持收支平衡的狀態，但工業革命後，一百五十餘年來，因人類大量燃用化石燃料（煤、石油、天然氣），海洋與大氣間的平衡已經受到干擾，最明顯的變化表現於大氣儲存庫中CO2的儲量節節上升，海洋與大氣間交換的通量也增加了，成為工業革命前的1.2倍左右。二十世紀初，石油開始大量使用，每年燃燒化石燃料所釋放的二氧化碳是為5.4GtC/yr，由伐木林和開荒所釋放的是為1.6GtC/yr，總共為7GtC/yr(1Gt＝十億公噸＝1015克)。
綜合冰蕊中所記錄的大氣二氧化碳濃度及近四十年的實測記錄，從工業時代以來， 工業革命前大氣中二氧化碳濃度為290 ppm，1994年成為356 ppm，大氣中的二氧化碳濃度已經提高了31%，而二氧化碳為主要溫室效應氣體之一，對氣候有著一定的影響。
