Vid ett tryck på 5,07 MPa (50 atmosfärer) kan koldioxidgas komprimeras till en färglös vätska. Flytande koldioxid har en densitet av 1,101 g/cm³ vid -37 grader; dess kokpunkt är -88,5 ± 9,0 grader (vid 760 mmHg), och dess smältpunkt är -78,5 grader .
När koldioxid löser sig i vatten sjunker vattnets pH-nivå, vilket utgör en fara för vattenlevande organismer.
Flytande koldioxid absorberar en betydande mängd värme när den avdunstar; när den kyls till -21,1 grader under ett tryck på 0,415 MPa, stelnar flytande koldioxid och bildar fast koldioxid, allmänt känd som torris. Under normala förhållanden är koldioxid kemiskt stabil; Men vid höga temperaturer sönderdelas det till kolmonoxid och syre. När den är närvarande tillsammans med spårmängder av vatten, uppvisar dess vattenlösning sura egenskaper.