הפחמן הוא אחד ממרכיבי היסוד של כל המולקולות בגוף החי.
המקור העיקרי לפחמן בטבע הוא הפחמן הדו-חמצני, המופיע בשתי צורות: א. כגז באטמוספירה; ב. מומס במקווי מים. בנוסף לכך מופיע הפחמן גם בתרכובות המצויות בסלעים ובמעמקי האדמה (בצורת פחם, נפט וגז טבעי).
הצמחייה - הן היבשתית והן הימית - מטמיעה את הפחמן בתהליך הפוטוסינתזה והופכת אותו לתרכובות אורגניות (פחמימות, חלבונים ושומנים). אלה מהוות מקור הפחמן העיקרי במזונם של בעלי-החיים והוא מועבר הלאה באמצעות שרשרת המזון.
בתהליך הנשימה חוזר חלק מהפחמן הדו-חמצני לאטמוספירה, כמות נוספת משתחררת מריקבון וחלק קטן נצבר בצורה של חומר אורגני או כמחצבים של פחם, נפט וגז טבעי.
במאתיים השנים האחרונות, משהואצו תהליכים תעשייתיים המשחררים כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני
לאטמוספירה (בעיקר שריפה של דלקים פוסיליים) – הופר המאזן הטבעי של הפחמן הדו-חמצני. תורמת לכך גם ההקטנה בכמות הצמחייה הקיימת על-פני כדור-הארץ, המטמיעה פחות פחמן דו-חמצני.
כמות הפחמן הדו-חמצני הקיימת כיום באטמוספירה גדולה ב-50 אחוזים מהכמות שהייתה בה לפני מאתיים שנה.
