二氧化碳氣體是消防滅火時應用廣泛的一種氣體，但有一些物質著火時卻不能用二氧化碳來滅火。這些物質是：金屬氫化物、少數活潑金屬，以及諸如硝酸纖維一類的含氧物質。除此之外，二氧化碳幾乎可以撲滅所有可燃材料發生的火災，應用最廣泛的是撲滅易燃液體火災，這是因為二氧化碳能在液體表面形成瞬時惰性氣體隔離層。二氧化碳不導電，所以也廣泛用于防護電氣設備。同時，二氧化碳無破壞作用，所以適用于毛皮庫、檔案室、計算機房、磁盤貯存室等高價值場所的消防。在火災后需要迅速恢復生產的工作，也常使用二氧化碳來保護生產設備和加工材料。這是因為二氧化碳對設備和材料無損害，不存在清理液體和固體殘余物問題，這樣就可最大限度地減少火災后的損失和停工時間。二氧化碳通過管道和噴嘴噴射時，還具有自身能產生壓力的優點，它是氣體，可以滲入并擴散到火場的所有區域。
使用二氧化碳滅火有兩種方法。一種在失火的封閉區或房屋內大量充注二氧化碳氣體，有時還需要在該房屋內讓二氧化碳氣體保持一段時間，直至火焰完全熄滅為上。這種方法稱為全淹沒法。
另一種方法是將二氧化碳噴覆在液體表面上，或噴在覆蓋有易燃液體或者沉積有可燃殘留物的非燃燒表面上。這種方法叫局部應用法，采用這種方法時，火災區無需封閉，但二氧化碳必須局部噴射到所有火焰完全熄滅，且無復燃的可能為止。
噴出大量二氧化碳氣體時，可能對人體產生危害。在噴射二氧化碳過程中及隨后一段時間內，二氧化碳“雪”會嚴重影響能見度，噴射聲還可能引起人的驚恐。在密閉空間使用二氧化碳滅火時，會引起該空間缺氧。大量的二氧化碳還會飄至相鄰的地窖、隧道或者坑道等低洼處，造成缺氧。
缺氧造成的危害可通過下列方法控制：安裝報警系統和裝置、采取特別應急措施、延時噴放二氧化碳以及其它措施。
二氧化碳冷卻效果比水差，這是其使用受到限制的主要缺點。如果完全撲滅某些類的火災，使其無復燃的可能，就需要足夠的二氧化碳。這樣，盡管采用二氧化碳有其有利因素，但也會排除使用它的可能性。