O dióxido de carbono é uma substância pura. Uma substância pura pode ser um elemento ou um composto. O dióxido de carbono é um composto puro, consistindo de dois tipos de átomos que estão ligados entre si. Um elemento consiste em apenas um tipo de átomo. Por exemplo, o oxigênio é um elemento.
Duas ou mais substâncias puras podem ser misturadas para formar uma mistura. Um exemplo de uma mistura de dois compostos é o álcool e a água. Um exemplo de mistura de elementos e compostos é o ar. Os principais componentes do ar são hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e dióxido de carbono. As substâncias em uma mistura podem ser separadas fisicamente por meio de métodos como filtração ou cromatografia.