二氧化碳地质封存（carbon dioxide geological storage），工学-工程热物理及动力工程-工程热物理-工程热力学-总能系统-低碳能源系统-二氧化碳封存，把从集中排放源分离得到的CO2注入地下深处具有适当封闭条件的地质构造中储存起来的过程。当二氧化碳被注入地下时，二氧化碳置换部分已经存在的流体获得存在空间，并与已经存在的流体发生溶解反应，最终与储层岩石中的矿物质发生矿化反应长期封存于地质储层中。在石油天然气储层中，置换量较大，而在咸水层构造中，潜在的封存量就比较少，估计仅占孔隙体积的百分之几到百分之三十。二氧化碳地质封存机理可分为两大类：物理封存和化学封存。物理封存包括构造地层封存、束缚封存和水动力封存，化学封存包括溶解封存和矿化封存。地质封存的基本原理就是模仿自然界储存化石燃料的机制，把二氧化碳封存在地层中，二氧化碳可经由输送管线或车船运输至适当地点后，注入特定地质条件及特定深度的地层中。适合作二氧化碳地质封存的地质条件包含旧油气田、难开采煤层、深层地下水层等地质环境。