Päästökauppa on osa eräitä suunnitelmia hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi, yleensä teollisista lähteistä, kuten tehtaista tai voimalaitoksista. Tällaisen suunnitelman mukaan hallitus tai hallitusten ryhmä määrittää hyväksyttävän hiilidioksidipäästöjen kokonaistason, jota kutsutaan ylärajaksi. Yritykset maksavat sitten oikeudesta päästää tietty määrä hiilidioksidia ostamalla tai vastaanottamalla päästöoikeuksia. Päästökauppa tapahtuisi, kun yritys tuotti enemmän hiiltä kuin lupa salli. Tällöin tällainen yritys voisi ostaa lupia tai luottoja toiselta yritykseltä, joka päästi vähemmän hiilidioksidia kuin sallittiin.
Yksittäisten yritysten joustavuus päästää enemmän hiiltä kuin alun perin sallitaan on yksi päästökaupan piirre. Tämä voi antaa vakiintuneille yrityksille useita vuosia saavuttaa päästövähennystavoitteet ja ostaa samalla uusia lupia. Se voi myös antaa joillekin yrityksille kannustimen supistamaan jyrkästi päästöjä saadakseen voittoa myymällä ylimääräisiä lupia. Jotkut yritykset saattavat myös suosia päästökaupan joustavuutta tiukempiin sääntöihin tai hiilipäästöveroihin. Jotkut päästökaupan kannattajat saavat myös sen perustan vapaiden markkinoiden periaatteisiin.
Ennalta määrätty hiilikatto ja päästöhyvityskauppa ovat johtaneet siihen, että tällaista suunnitelmaa kutsutaan ylärajaksi ja kauppaksi. Jotkut kannattavat tällaista järjestelmää hiilidioksidipäästöjen vähentämisen puolesta, koska se näyttää heille helpoimmalta keinolta vähentää koko valtion tai maan hiilipäästöjä. Toisin kuin jotkut muut sääntelyvaihtoehdot, päästökauppa asettaa hiilidioksidipäästöt tiettyyn pisteeseen, joka olisi yritysten tiedossa ja antaisi hallituksille mahdollisuuden vähentää päästöjä ajan mittaan. Hiilidioksidipäästöjä voidaan vähentää vuosittain vähentämällä ylärajaa vuosittain.
Yleensä on kolme vaihtoehtoa sen määrittämiseksi, miten yritykset saisivat alkuperäiset päästöoikeutensa. Yksi olisi antaa luvat ilmaiseksi päästökauppaohjelman alussa. Toinen vaihtoehto olisi huutokaupata luvat, joissa päästötulot palautettaisiin hallitukselle. Kolmas vaihtoehto myisi myös luvat alussa, mutta palauttaisi osingon kuluttajille tai veronmaksajille lupien myynnistä aiheutuneiden hinnankorotusten kompensoimiseksi.
Päästökauppaa on aiemmin kokeiltu vaihtelevilla tuloksilla. 1980- ja 1990 -luvuilla Yhdysvaltain hallitus rajoitti rikkidioksidipäästöjä ja myi lupia, joiden avulla voimalaitokset voivat päästää sitä. Tuloksena oli tällaisten päästöjen merkittävä väheneminen, mikä aiheutti laajaa happosadetta Yhdysvaltojen koillisosassa. Vuonna 2005 Euroopan unioni aloitti päästökauppaohjelman antamalla luvat ilmaiseksi. Ohjelman varhaiset tulokset saivat monet kutsumaan sitä aluksi epäonnistumiseksi.