A R744 (CO2) szén-dioxid környezetbarát hűtőközeg (ODP=0, GWP=1). Az egészségre ártalmatlan, nem tűzveszélyes, ezért a 378 EN6 2016 szabvány „A1” csoportban sorolja. Figyelemmel kell lenni azonban arra, hogy a CO2 a levegőnél nehezebb gáz, kiömlése esetén a helységek alsó részében gyűlik össze, és fulladást okozhat. Régebben ezt használták „biztonságos” hűtőközegként az ammónia helyett a klímaberendezésekben, hajókon, stb. Újabban megint több helyen alkalmazzák.

A CO2 hűtőközeggel működő hűtőberendezéseknél a többi hűtőközegtől eltérő fizikai jellemzői miatt nagy figyelmet kell fordítani a méretezésére, üzemeltetésére. 

A szén-dioxid számos olyan tulajdonsággal rendelkezik, amely rendkívül előnyös a hűtőközegként történő alkalmazás során. Hővezetési tényezője nagyobb, sűrűsége kisebb, fajhője és párolgáshője magasabb, az adiabatikus kitevője (Cp/Cv) magasabb, mint a HFC (R134a, R404A) közegeké, míg a dinamikus viszkozitása alacsonyabb, mely a berendezések oldaláról számos előnnyel jár. A nagy sűrűség, nagy hatásosfokú hőcserélőket eredményez, illetve kisebb átmérőjű csövezés használatát teszi lehetővé.

Az előnyök mellett azonban fontos megjegyezni a szén-dioxid hűtőközegként történő alkalmazásának nehézségeit is vannak. A kritikus hőmérséklete 31°C és ehhez tartozó kritikus nyomása igen nagy, 73,8 bar. Emiatt nyáron a természetes közeggel nem kondenzálható. Az alacsony kritikus ponti hőmérséklet miatt nehézkes a szén-dioxid használata egyfokozatú rendszerekben szubkritikus üzemben – emiatt transzkritikus rendszerekben alkalmazzák. Ilyen esetben a hőleadás a szuperkritikus tartományban; a kritikus nyomásnál magasabb (80…110 bar) nyomáson történik, és ilyen esetben a CO2 gáz állapotban marad. Ehhez költséges berendezésekre van szükség, illetve az ilyen magas nyomás komoly megbízhatósági és biztonsági problémákat eredményezhet.

A szén-dioxiddal üzemelő rendszerek tervezési nyomásának megválasztásánál két szempontot szükséges figyelembe venni:

- a leállás esetén uralkodó nyomást

- a leolvasztás során szükséges nyomást

Előbbi azért fontos, mert nyomásszabályozás nélkül a rendszer leállásakor a környező levegő hőtartalmának elvonása miatt megnő az uralkodó nyomás. A szubkritikus folyamatok esetén a leállási nyomás szabályozására nincs szükség. A gyakorlatban alkalmazott megoldás a nyomás megválasztásánál az, hogy az adott hőmérséklethez tartozó telítési nyomásnál 15 százalékkal magasabb értékre méretezik a berendezéseket.