二氧化碳是葡萄酒发酵的天然产物。由于二氧化碳易溶于水，所以从酒发酵开始到装瓶，葡萄酒中自然溶解的二氧化碳浓度会随着温度和动态操作过程（如装罐、泵送等）的变化而变化。
一般来说，二氧化碳使葡萄酒的口感更加清新，略微增加了它的酸度，同时，可以在一定程度上减少二氧化硫的含量（无气葡萄酒的二氧化硫浓度高于香槟）。葡萄酒中二氧化碳的存在是否有助于感官特征取决于几个因素：葡萄酒的类型、葡萄品种和消费者的口味偏好。
在葡萄酒发酵过程中，会释放出大量的二氧化碳。例如：酿造100升10%的葡萄酒可释放约4立方米的二氧化碳。如果是开放式发酵，则更容易释放出二氧化碳。当二氧化碳从发酵的奶酪（或发酵的醛）中释放出来时，它自然会拖走一些酒精。多少酒精随二氧化碳逸出取决于具体情况。
纯二氧化碳是一种无色气体，无香无臭。但事实上，逸出的二氧化碳并不纯。它还拖着一些水蒸气，所以当它出来的时候，你可以看到白色的雾。如果二氧化碳中含有酒精和芳香物质，也可以闻到香味。虽然纯净的二氧化碳无香无味，但当它接触到口腔时，会生成碳酸，产生一种微酸的味道。当味觉器官接触到溶于水的二氧化碳时，会感到凉爽。二氧化碳对酵母还有抑制作用，但过多的二氧化碳，会造成发酵异常，影响葡萄酒的质量。
葡萄酒刚发酵时，酒体中所含的二氧化碳浓度约为2g/L。到葡萄酒装瓶时，其浓度会下降到200—500毫克/升之间。降低葡萄酒中的二氧化碳浓度是非常必要的。在释放二氧化碳气体的过程中，也会含有饱和醇类气体和相对挥发性较强的香气物质。我们试图通过回收空气中的酒精蒸气和香气，并将其重新注入葡萄酒中，来恢复这些流失的物质。
因此，在酿造葡萄酒时可以通过监测酿造室内二氧化碳浓度变化来判断葡萄酒酿造是否正常进行，可以使用二氧化碳传感器来进行监测。
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