從地球有生命開始，大氣裡二氧化碳含量是波動變化，有高有低，沒有單一趨勢。今天大氣裡二氧化碳含量在歷史上處於中低水平。
46億年前，地球誕生。35億年前，生命出現。300萬年前，人類直立行走。我們從地球誕生開始來看大氣層的演化。
大氣演化
地球大氣演化經歷了三個階段。
1、原始大氣：46億年前
原始大氣有星雲氣體組成，主要是氫，可能是簡單的氫化物，比如水蒸氣、甲烷和氨，跟今天的氣態行星木星和土星類似。
2、次生大氣：45億年前--20億年前
火山爆發產生的氣體、小行星撞擊地球產生的氣體，形成了第二階段的大氣，主要由氮氣、二氧化碳和惰性氣體組成。大部分的二氧化碳溶解於水中，與鈣、鎂金屬發生反應，形成碳酸鹽巖石沉積。
早在40億年前，碳循環的基本特徵已經確立。
34億年前，次生大氣層的主要部分是：氮氣。
3、現在大氣：20億年前至今
生命出現在35億年前，直到25億年前，大氣裡都沒有氧氣。25億年前到5.7億年前，生命大爆炸，製造氧氣的藍藻等藻類繁盛，氧氣急劇增加。
二氧化碳的歷史
上圖是5億年前至今，以及從現在推演到2500年的二氧化碳濃度變化圖。
5億年前，海洋生物首次踏上陸地，大氣中有7000ppm的二氧化碳。那時的地球跟現在完全不同：溫室氣體保持了地表的溫度，比現在高10度。二氧化碳成為了地球恆溫器的主要動力。當大氣中二氧化碳含量低時，形成巨大的大陸冰蓋，海平面下降。
由於地殼板塊運動，巖石風化，二氧化碳溶解於水等因素，大氣中的二氧化碳濃度平均每百萬年下降13ppm 。
5億年前到3億年前，隨著大型植物的繁榮成長，植物的根深入地下，加速風化過程，將大氣中的碳捕獲在石灰巖等巖石中，引發了3億年前二氧化碳含量的大幅度下降和冰川作用。
3億年前到2億年前，地殼板塊運動劇烈，超級大陸的分裂，火山活動頻繁，釋放出足夠的二氧化碳，使其在空氣中的濃度增加了好幾倍。從400ppm增加到1800ppm。
之後，二氧化碳含量緩慢下降。
300萬年前，二氧化碳濃度和今天的濃度一樣，400ppm。之後一直緩慢下降，在400ppm以下。
第一次工業革命爆發前的1萬年內，二氧化碳濃度維持在280ppm左右。
工業革命之後，二氧化碳濃度開始上升，尤其是最近100年，增加速度飛快。1950年，年增長率約為0.7 ppm/年。2005-2014年，年增長率約為2.1 ppm/年。
到了現在，2020年1月15日，濃度是412.48ppm。
如果二氧化碳排放量持續上升，以最不利情況考慮，到2500年，大氣濃度將達到2000 ppm，地球溫度上升9度。
植物、海洋能幫我們消化二氧化碳，但是吸收遠小於人類排放的量。
如果不及時採取必要措施，到2000ppm的濃度時，人類無力承擔後果。