Les carburants sont des mélanges d'hydrocarbures, dont la composition dépend du produit : essence, gazole ou GPL, GNV. Un carburant qui brûle dans un moteur, produira une quantité de CO₂ proportionnelle à la masse de carbone que contient le carburant.
Ce gaz intervient avec d'autres gaz dans le phénomène, dit d'effet de serre, qui permet à une partie du rayonnement solaire d'être absorbée, puis ré-émise, ce qui provoque le réchauffement de la surface de la terre et de l'atmosphère.

Le protocole de Kyoto a défini les quantités d'émissions (– 8 % pour les pays européens) à l'horizon 2008-2012 et les six gaz concernés, dont le CO₂ est le principal.
La France s'est engagée à ne pas émettre, en 2010, plus de gaz à effet de serre qu'elle n'en émettait en 1990, soit 144 millions de tonnes équivalents carbone.
Pour tenir ces objectifs, des actions sont entreprises dans le domaine des transports, qui représentent environ un quart des émissions des gaz à effet de serre, parmi lesquelles l'action qui vise à réduire les consommations et les émissions unitaires des véhicules. À ce titre, un accord volontaire de réduction des émissions du CO₂ des véhicules a été conclu par la Commission européenne avec les constructeurs automobiles présents sur le marché européen, par le biais de leurs associations respectives (ACEA, JAMA, KAMA). Cet accord vise la diminution de 25 % en 2008 du niveau constaté en 1995 (soit 140 g/km contre 186 g/km) et prévoit une étape supplémentaire avec – 35% (soit 120 g/km).

L'ADEME a publié son palmarès des véhicules les plus performants en matière d'émissions de gaz carbonique, c'est à dire les 10 véhicules, essence et diesel, pour lesquels les valeurs d'émissions de CO₂ sont les plus faibles :
- pour les essences, les Smart monopolisent les premières places avec un minimum de 113 grammes de CO₂ émis par kilomètre. Outre ces voitures, parmi les véhicules plus spacieux, la Toyota Prius (milieu de gamme type Mégane, Golf et autres Peugeot 307) en émet 120g/km et détient le record absolu de la catégorie...
- pour les diesels, la Volkswagen Lupo s'impose avec un minimum à 81 g/km, puis suivent principalement les Clio, 206, Fiesta et Yaris, dont les versions les plus performantes en matière d'émissions de gaz carbonique émettent entre 110 et 115 g/km...

Fort logiquement, les premières places sont occupées par les véhicules de petite taille alors que les routières se distinguent quant à elles par une consommation et des émissions nettement plus élevées. On peut toutefois noter que les constructeurs automobiles ont fait des efforts, avec des émissions généralement à la baisse.