超臨界二氧化碳是二氧化碳的超臨界狀態(tài)，也就是二氧化碳隨著溫度和壓力的變化，超出了二氧化碳?xì)庖旱呐R界溫度，臨界壓力，臨界容積狀態(tài)的二氧化碳。
二氧人碳的密度和黏度，會(huì)隨著壓力的增加而變大，隨著溫度的升高而減小，壓縮因子會(huì)隨著溫度，壓力而變化，地質(zhì)封存和促進(jìn)油氣開采條件下二氧化碳的密度大體在200-800kg/立方米之間，小于地下水的密度，所以把二氧化碳注入到地下含水層以后，二氧化碳在浮力的作用下會(huì)向上遷移而聚集于構(gòu)造高點(diǎn)。
當(dāng)溫度高于31.1攝氏度，壓力高于7.38Mpa時(shí)，二氧化碳便進(jìn)入到了超臨界狀態(tài)，在二氧化碳地質(zhì)儲存中，大多數(shù)儲層的溫度和壓力均達(dá)到了臨界點(diǎn)以上，二氧化碳常常是以超臨界狀態(tài)儲存于地質(zhì)體中。
超臨界二氧化碳是一種高密度注體，在物理特性上兼有了氣體和液體的雙重特性，密度是氣體的幾百倍，近于液體，這也讓超臨界二氧化碳有很強(qiáng)的溶劑化能力，具有常規(guī)液態(tài)溶劑的強(qiáng)度，在臨界溫度以下，氣體被不斷的壓縮會(huì)有液相出現(xiàn)，然而，超臨界流體被壓縮只是增加其密度，不會(huì)形成液相，超臨界流體的密度和溫度與壓力密切相關(guān)，超臨界二氧化碳的密度隨著壓力升高而增大，隨著溫度升高而減小，在臨界點(diǎn)附近，密度對于壓力和溫度十分的敏感，很小的溫壓變化就會(huì)導(dǎo)致密度的急劇變化。
擴(kuò)散系數(shù)和黏度是衡量超臨界流體傳質(zhì)能力的重要參數(shù)，超臨界流體黏度比液體小兩個(gè)數(shù)量級，與氣體相似，流動(dòng)性遠(yuǎn)大于液體，二氧化碳的黏度在壓力比較低的時(shí)候基本保持不變，而當(dāng)壓力升高時(shí)，黏度隨著增大，在臨界點(diǎn)附近隨著壓力升高而急劇增大，之后又相對平緩，超臨界二氧化碳流體具有比較好的傳質(zhì)性能，超臨界二氧化碳的密度，黏度和擴(kuò)散系數(shù)等性能可以隨著溫度和壓力的變化而改變。