隨著全球排放量持續上升，包含政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）在內的國際組織均指出，僅憑削減排放已不足以將全球升溫限制在1.5°C以內。因此，防止或移除大氣中二氧化碳的技術，正成為全球應對氣候變遷的關鍵組成部分。
碳捕捉與封存（CCS）技術，或稱碳捕捉、利用與封存（CCUS），為脫碳難度高的產業提供了一個實際的解決方案，能有效防止大量CO2進入大氣。碳捕捉與封存協會（Carbon Capture and Storage Association）執行長Olivia Powis表示，CCUS對於減少重工業排放至關重要，也能用於具備碳捕捉功能的燃氣發電站，以生產低碳電力或支持氫能發電，在太陽能與風能不足時提供電力。
根據國家電網（National Grid）的說法，CCS技術主要針對發電和工業製程的排放，例如水泥、鋼鐵和氫氣生產。捕獲的CO2會透過管線、公路或船舶運輸，並注入地下至少一公里深的鹹水層或枯竭油氣藏等地質構造中永久儲存。
CCUS則更進一步，不僅儲存CO2，還將其轉化為有用的產品，如塑膠、混凝土或生質燃料。世界經濟論壇（World Economic Forum）未來材料部門主管Fernando Gómez認為，擴大CCU（碳捕捉與利用）的規模既是經濟機會，也為減少CO2排放提供了額外途徑。他強調，透過可信的政策信號、長期投資和跨部門夥伴關係，CO2能從負債轉化為資產，在加速工業脫碳的同時創造新的市場價值。
CCS的運作遵循三個階段：捕捉（Capture）、CO2從鋼鐵廠、水泥廠、燃煤或天然氣發電站等工業活動產生的氣體中分離出來，進行純化以便經濟運輸；運輸（Transport）、CO2被壓縮成液體並脫水，然後運送到儲存地點，全球已透過管線、槽車和航運進行大規模運輸；儲存（Storage）、最終將CO2注入深度超過一公里的深層岩石構造中，這些構造類似於數百萬年來困住石油和天然氣的地層，可提供長期封存。
氣候變遷委員會（Climate Change Committee）前執行長Chris Stark指出，CCUS提供了實現淨零排放的最低成本路徑，因此被該委員會譽為「必要而非選擇」。他強調CCUS提供了多種原本不可能實現的脫碳選項，並能最大限度地減少在邁向淨零旅程中釋放到大氣的溫室氣體，將成為工業未來的重要組成部分。
IPCC的最新評估也將CCS確定為關鍵的緩解選項，特別是在替代方案有限的重工業領域。透過阻止CO2進入大氣，CCS可以立即且顯著地減少那些難以避免的排放。例如，與生質能結合的生物能源碳捕捉與封存（BECCS）能有效從大氣中移除CO2，對於將全球暖化限制在1.5°C或2°C的情境至關重要。
國際能源署（International Energy Agency）能源技術與政策分析師Mathilde Fajardy表示，CCUS技術對於全球能源系統走向永續發展至關重要。儘管專案成本受CO2來源、運輸距離、方式和儲存地點影響，但必須將CCUS成本與其他脫碳選項進行權衡，因為在某些情況下，CCUS可能是目前唯一可行的選項。全球CCUS部署正在加速，全球CCS研究院（Global CCS Institute）報告指出，全球大型專案數量已從2019年的51個增加到2022年的194個。