Es comúnmente mezclado con argón como gas para soldar aceros al carbono y aceros inoxidables, en algunos casos es utilizado como gas puro. Protege de la contaminación de los gases atmosféricos al charco de soldadura en procesos con arco eléctrico (MIG).  Se utiliza para el llenado de extintores contra incendios. En GMAW, el CO2 se emplea únicamente para trabajar con transferencias en corto circuito (también llamado Arco Corto) y en transferencia globular; presenta un alto í­ndice de chisporroteo, generación de humos y abultamiento en los cordones.

Debido a su mayor potencial de ionización  demanda mayor voltaje de trabajo para una correcta aplicación. La eficiencia de la soldadura para este gas está un rango de 89 a 91%.  Al ser un gas activo y por las altas temperaturas alcanzadas en el arco eléctrico su molécula se fractura en carbono y oxí­geno y este último reacciona quí­micamente con el carbono y el hierro en el charco de la soldadura formando monóxido de carbono y óxidos de hierro  reduciendo así­ los valores de resistencia a la tensión y resistencia en impacto en la soldadura.

No se recomienda para trabajar a alta velocidades de avance ni tampoco para deposiciones mayores a 3.0 kg/hr porque la calidad de la soldadura se pone en riesgo y la limpieza se incrementa notablemente así­ como también por el mayor costo del proceso.

En FCAW el CO2 es un gas ampliamente usado para la aplicación de alambres tubulares  sin embargo al ser un gas activo también afecta en las propiedades mecánicas resultantes. En cuestión de la estabilidad de arco  se tiene una estabilidad aceptable en posición plana y horizontal  sin embargo en situaciones de aplicación fuera de posición se encontrará con dificultades inherentes a la falta de estabilidad de arco eléctrico. Cuando la especificación del alambre sea E71T-1C,   E71T-9C,  E70T-1C ó E70T-9C  el uso de CO2 como gas de protección será correcto sin embargo  en aplicaciones de alta velocidad y aporte  el sistema de transferencia será globular por lo que la emisión de humos y chisporroteo será de gran magnitud y la limpieza será un factor adicional en el costo del proceso y la productividad tendrá un área de oportunidad para ser mejorada con la aplicación de mezclas de Ar-CO2.