碳捕获和封存，是指将二氧化碳从工业和能源等相关源中分离、收集和封存，以避免其进入大气层的技术。商业上使用该技术已较为成熟，但长期封存二氧化碳的概念现在还只是在构思阶段，尚无发电厂运作整套碳收集及封存的设施。拥有整套碳收集及封存储存设施的发电厂，比没有这种设施的发电厂减少80%以上的二氧化碳排放，但会耗用20%〜90%的额外能源。

目前对于碳捕获和封存仍有很多亟待解决的问题，包括：确保二氧化碳的永久安全封存；确保二氧化碳不会对环境产生负面影响，特别是生物多样性；采取国际协商一致的程序以独立核查监测二氧化碳的相关活动；降低碳捕获和封存的成本以大规模实施这一技术等。找到解决这些问题的方法需要进行相应的工业实践及理论研究。