Die CO2-Bilanz soll ein Maß für die nachhaltige, ökologisch-langfristige Betrachtung der Menge des Treibhausgases Kohlendioxid CO2 bieten: Fast alles Leben auf unserer Erde bezieht seine Energie aus dem Prozess der Veratmung (z. B. Kohlenhydrate werden mit Sauerstoff umgesetzt – verbrannt – zu CO2 + Wasser). Tierische Organismen müssen das Substrat dafür mit der Nahrung aufnehmen, Pflanzen sind in der Lage, dieses mittels Fotosynthese (aus CO2 + Wasser werden Kohlenhydrate + Sauerstoff gebildet) selbst herzustellen. Seit der Entstehung des Lebens hat sich auf der Erde inzwischen ein Gleichgewicht mit einer konstanten CO2-Konzentration in der Atmosphäre gebildet.
Reduziert man nun die CO2-Verbraucher (durch Zerstörung von für Pflanzen verfügbaren Boden oder Verschmutzung der Meere), und setzt man „altes“ (z. B. in der Biomasse des Regenwaldes gebundenes) oder fossiles CO2, (bspw. aus Erdöl, Erdgas oder Kohle) frei, steigt der Kohlendioxidgehalt der Luft (was zum Treibhauseffekt führt), d. h., hier ist die CO2-Bilanz nicht ausgeglichen. Das wäre sie genau dann, wenn beim Wachsen von Bäumen wieder genauso viel CO2 gebunden wird, wie bei der Verbrennung von z. B. Holz frei wird. Bei der „Verfütterung“ von Biomasse (Aufnahme von Kohlenstoffverbindungen) in der Nahrungskette geht der größte Teil als Energieverbrauch durch Veratmung (unter Ausatmung von CO2) wieder verloren. Wichtige natürliche Kohlenstoffspeicher sind z. B. außer Wäldern auch Humus-bildende Böden (Schwarzerde) oder bestimmte Lebewesen im Meer, deren tote kohlenstoffhaltige Biomasse sich am Meeresboden ablagert. CO2-Bilanzen sind nicht leicht aufzustellen, da diverse Nebenfaktoren die Rechnung erschweren (in unserem Beispiel: Das Holz muss auch wieder unter Energieaufwendung transportiert werden, auch der Ofen braucht zu seiner Herstellung Energie und selbst Getränke, welche der Holzfäller „verbraucht“, wurde unter CO2-Freisetzung hergestellt), jedoch ist auch eine grobe Abschätzung durchaus sinnvoll.
Die Erstellung einer CO2-Bilanz kann sowohl die Aufgabe spezieller Studien sein, vermehrt werden CO2-Bilanzen jedoch auch von Unternehmen im Kontext ihres Nachhaltigkeitsberichtes erstellt. Betriebliche Verfahren des Rechnungswesens, die der Erstellung einer CO2-Bilanz dienen, werden als Carbon-Accounting bezeichnet.