Eine Kohlendioxidsenke ist entweder eine natürliche oder künstliche Ressource, die Kohlendioxid auffängt und speichert. Es ist vorteilhaft für die Umwelt, da es die Menge an Kohlendioxid, einem wichtigen Treibhausgas, das ansonsten in die Atmosphäre freigesetzt werden könnte, reduziert.
Der Vorgang, bei dem eine Kohlendioxidsenke Kohlenstoff aus der Luft entfernt, wird als Kohlenstoffsequestrierung bezeichnet. Während dieser Prozesse wird der Kohlenstoff abgetrennt und gespeichert, während der Sauerstoff verlassen wird. Bäume und Pflanzen absorbieren auf natürliche Weise Kohlendioxid für die Photosynthese, binden den Kohlenstoff und wandeln ihn in Masse um, während der Sauerstoff wieder an die Atmosphäre abgegeben wird.
Kohlendioxid ist ein Erdgas, das bei der Atmung von Tieren, der Zersetzung organischer Stoffe und der Verbrennung von fossilen Brennstoffen und Holz entsteht. Das Problem, mit dem die Menschen derzeit konfrontiert sind, ist die übermäßige Verbrennung fossiler Brennstoffe, die den natürlichen Recyclingprozess der Natur überfordert. Eine Kohlendioxid-Senke trägt zusammen mit anderen aggressiven Umweltschutzbemühungen dazu bei, die zunehmenden negativen Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die Umwelt zu reduzieren.
Zu den natürlichen Kohlendioxidsenken gehören unreife Wälder, Ozeane und Böden. Auch wenn ältere Wälder zum Überleben immer noch Kohlendioxid benötigen, werden sie für diesen Zweck als nicht so nützlich angesehen wie unreife Wälder, da junge Vegetation deutlich mehr Kohlendioxid benötigt, um ihre Masse aufzubauen. Künstliche Senken können Kohlendioxid aus der Atmosphäre absondern und in Gestein speichern, es tief in die Ozeane einbringen oder chemische Reaktionen auslösen, die das Kohlendioxid in weniger schädliche Verbindungen umwandeln.
Das Kyoto-Protokoll ermöglicht es Ländern, ausreichend große Kohlendioxidsenken als Ressource zu nutzen, von der sie ihre tatsächlichen Kohlendioxidemissionen abziehen können. Ein Beispiel für diese Art wären große Waldgebiete und Reservate. Die Nutzung landwirtschaftlicher Flächen als Senke ist für dieses Cap-and-Trade-System derzeit nicht zulässig.