Ulkoilman hiilidioksidipitoisuus on tällä hetkellä noin 385 ppm ja se kasvaa noin 2 ppm vuodessa. Pohjoisella pallonpuoliskolla pitoisuus vaihtelee hiukan vuodenaikojen mukaan ollen alhaisimmillaan kesäisin hiilinielun ollessa voimakkaimmillaan ja korkeimmillaan talvisin, jolloin myös talojen lämmitys nostaa hiilidioksidipitoisuutta.
Hiilidioksidipitoisuus vaihtelee jonkin verran myös päivän aikana ollen alhaisimmillaan keskipäivän aikaan hyvin sekoittuneen ilmakehän ja yhteyttämisen takia. Tyyninä öinä hiilidioksidipitoisuus on korkeimmillaan maanpinnan läheisyydessä, sillä ilmakehä ei sekoitu ja maaperän vapauttama hiilidioksidi jää lähelle maan pintaa.
