Le carbone est un élément chimique présent dans l’atmosphère essentiellement sous forme de dioxyde de carbone (CO2) et de méthane (CH4). Le cycle du carbone représente les échanges des composés carbonés entre l’atmosphère, les surfaces continentales et les océans. Le dioxyde de carbone représente environ 99 % du carbone de l’atmosphère. Cependant il ne faut pas oublier le méthane, qui est important pour son effet de serre, et l’ensemble des composés organiques volatils qui influent sur la qualité de l’air de nos villes et sur la production d’ozone.
Les relations étroites qui existent entre l'atmosphère, les océans et la biosphère (ensemble comprenant la végétation terrestre et les sols) permettent d'expliquer les variations du gaz carbonique présent dans l'atmosphère.