从中心向外，由气相CO₂（Vco₂）、液相CO₂（Lco₂）两相所组成，或者还包括盐水溶液（L）三相所组成。加热时，气相CO₂和液相CO₂在≤31.1℃的某个温度下均一成单一的气相或者液相，或者在31.1℃发生临界均一（临界态）。

CO₂包裹体是各种地质作用过程中除H₂O以外的另一种最常见的流体包裹体。在各种沉积岩、变质岩、火成岩和热液矿床中都发现了CO₂包裹体。CO₂包裹体的三相点温度为-56.6℃，压力为0.518兆帕斯卡（MPa），流体密度为1.179克/立方厘米；临界温度为31.1℃，临界压力为7.383MPa，临界密度为0.466克/立方厘米。当测定了纯CO₂包裹体的均一温度和均一方式（均一到液相或气相），就可从CO₂液气曲线上得到流体总密度，其等容线可由状态方程求出。

与H₂O包裹体过渡的包裹体类型是CO₂-H₂O流体包裹体。这种二元流体包裹体广泛存在于各种地质环境，包括中—高级变质岩、火成岩和伟晶岩、中—低温热液（金）矿床和地热系统等，是地质上最重要的二元流体体系之一。虽然像氯化钠溶液（NaCl-H₂O）体系一样，CO₂-H₂O体系也有一个中间化合物，即CO₂气体水合物或笼形化合物（CO₂•5.75•H₂O），简称CO₂水合物或笼合物。但这两个体系又有很大差别。CO₂是四极矩分子并具有较大的体积，在化学上显弱酸性；而H₂O是小的极性分子，化学活性强。液态下二者相互溶解度非常低，在25℃和0.1MPa时，H₂O在CO₂中的溶解度为0.062摩尔百分比（mol%），而CO₂在共存H₂O中的溶解度为0.6mol%左右。因此，CO₂-H₂O体系具有一个很大的液—液不混溶区。在此区域内富H₂O液相与富CO₂液相共存；并且其临界曲线不连续，被分割为下临界曲线和上临界曲线两条分支。通常各种离子化合物在CO₂流体中溶解度很低，而碳氢化合物，如甲烷、乙烷等则可以任何比例与CO₂混合。