El dióxido de carbono es una sustancia pura. Una sustancia pura puede ser un elemento o un compuesto. El dióxido de carbono es un compuesto puro, que consiste en dos tipos de átomos que están unidos entre sí. Un elemento consiste simplemente en un tipo de átomo. Por ejemplo, el oxígeno es un elemento.
Se pueden mezclar dos o más sustancias puras para formar una mezcla. Un ejemplo de una mezcla de dos compuestos es el alcohol y el agua. Un ejemplo de una mezcla de elementos y compuestos es el aire. Los componentes principales del aire son hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y dióxido de carbono. Las sustancias en una mezcla se pueden separar físicamente mediante métodos de filtración o cromatografía.