二氧化碳固定（carbon dioxide fixation）也称二氧化碳同化、碳素同化。绿色植物在它的叶绿体中存在一个特有的酶促机构，催化CO2转变成还原性的有机化合物。这一过程称为CO2固定，也称CO2同化（CO2 assimilation）。CO2固定通过循环途径进行，此途径即为卡尔文循环（Cavlin cycle）卡尔文循环的场所就在叶绿体基质中。

物质简介

根据机制的不同，大致可分为自养生物进行的光合成、细菌型的光合成和化学合成，以及在异养生物或自养生物所进行的二氧化碳暗固定。

光合成与细菌型光合成同化所需要的能量都是取自光能，这一点二者是共同的，但不同之处是前者在光合作用过程中产生氧气。

化学合成是指用无机物的氧化能来进行二氧化碳的固定。

另外，在有些异养细菌或动物的组织中，由于二氧化碳的附加反应，能使已经合成的有机碳化合物的碳素数量增加，称为二氧化碳暗固定。

在自养生物中，存在着二氧化碳固定与随后继续进行的二氧化碳受体再生的循环。在这些循环系统中，已知有还原型磷酸戊糖循环、C4－二羧酸循环、苯基型有机酸代谢，以及还原型羧酸循环。