عزل الكربون أو إزالة غاز ثاني أكسيد الكربون هي عملية تشمل الإزالة أو الاحتجاز أو العزل الطويل الأمد لغاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي لإبطاء أو تخفيف تلوث الغلاف الجوي بغاز ثاني أكسيد الكربون وتخفيف أو إبطال ظاهرة الاحتباس الحراري.
يُحتَجز غاز ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي بشكل طبيعي عن طريق عمليات حيوية وكيميائية وفيزيائية. يمكن تسريع تلك التغيرات من خلال تغيير استخدام الأرض والممارسات الزراعية، مثل تحويل الأراضي المخصصة لزراعة المحاصيل والرعي إلى أراضي زراعات غير غذائية (صناعية) سريعة النمو. ابتُكِرَت عمليات اصطناعية لإنتاج تأثيرات مماثلة، من بينها الاحتجاز الاصطناعي واسع النطاق، وعزل غاز ثاني أكسيد الكربون المُنتَج صناعيًا وذلك باستخدام طبقات المياه الجوفية المالحة، والخزانات، ومياه المحيطات، وحقول النفط القديمة وغيرها من مصارف الكربون، وإنتاج الطاقة الحيوية مع احتجاز الكربون وتخزينه، والفحم الحيوي، وتغذية المحيط، والتجوية المعزَّزة، وجهاز تنقية ثاني أكسيد الكربون عند اقترانه بعملية التخزين.