Hiilen sitominen on kuuma tutkimusala, joka saa viimeisimmän suosionsa ilmaston lämpenemiseen tähtäävän globaalin huomion noususta. Ilmaus viittaa pyrkimyksiin kerätä ylimääräinen hiilidioksidi ilmakehästä, tiivistää se ja varastoida se jollakin hyvänlaatuisella tavalla. Hiilidioksidin talteenotto- ja varastointitekniikat (CCSD) toteutetaan rajoitetulla tavalla monissa fossiilisia polttoaineita käyttävissä voimalaitoksissa. Tallennustekniikka on edellä tallennustekniikkaa, jota on vasta alkanut tutkia vakavasti. Hiilen sitominen voi olla tärkeä osa kasvihuonekaasujen torjuntaa.
Alkuvuonna 2007 Al Gore ja Richard Branson herättivät kiinnostusta hiilidioksidin talteenottotekniikkaan ilmoittamalla 25 miljoonan dollarin (USD) palkinnon ensimmäiselle henkilölle tai ryhmälle, joka pystyy poistamaan miljardi tonnia hiilidioksidia vuodessa kymmenen vuoden ajan. On selvää, että miljardin tonnin poistaminen ilmakehästä vuodessa ei ole vähäinen haaste.
Alkeellisin hiilen sitomisen muoto olisi yksinkertaisesti istuttaa enemmän puita. Kasvit luonnollisesti ottavat hiilidioksidia ilmakehästä ja tuottavat happea. Suuri osa hiilidioksidista peräisin olevasta hiilestä integroituu niiden biomassaan ja vapautuu turvallisesti maaperään kuolemansa jälkeen.
Kehittyneempi versio hiilen sitoutumisesta olisi keinotekoinen fotosynteesi. Jos fotosynteesin periaatteet voitaisiin luotettavasti havainnollistaa aurinkokennomaisissa laitteissa, ne tuottavat sekä virtaa että poistavat ylimääräisen hiilidioksidin ilmakehästä, luultavasti nopeammin kuin kasveja, jotka rajoittuvat tiettyyn kemiallisten reaktioiden palettiin ja lähestyy.
Yksi parhaista paikoista harjoittaa hiilidioksidin sitomistekniikoita on aivan raskaiden hiilidioksidipäästöjen lähteellä. Erilaisia lähestymistapoja on käytetty esimerkiksi hiilivoimalaitosten hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen.
Kun CO2 on kerätty, se on hävitettävä. Tämä tehdään yleensä laivalla tai putkilinjalla. Nykyiset lähestymistavat sisältävät ruiskutuksen maahan tai pumppaamisen 1000 metrin syvyyteen meren pohjassa, missä se muodostaa suuria “järviä”, joiden hajoaminen vie aikaa. Molemmat lähestymistavat eivät kuitenkaan ole kannattavia pitkällä aikavälillä, koska riittävästi aikaa CO2-tasot saavuttavat tasapainon ilmakehän kanssa.