La captura y almacenamiento de carbono es el proceso de captura de carbono en aquellos procesos en los que normalmente se libera a la atmósfera.

La captura se puede realizar después de que se quemen los combustibles fósiles, retirando el CO₂ emitido, o bien mediante métodos para capturar la precombustión del carbono. En este caso se atrapa el CO₂ antes de que se queme el combustible mediante procesos llamados «gasificación» o «reformación».

Finalmente, hay un proceso llamado oxicombustible, en el que el combustible se quema en un entorno de oxígeno en lugar de hacerlo en uno de aire. El resultante son gases que contienen principalmente CO₂ y agua, y cuando el agua se enfría y se condensa, se puede capturar el CO₂ restante.