No sequestro biológico de carbono, os processos naturais capturam e armazenam carbono nos ecossistemas. Por exemplo, por meio da fotossíntese, as plantas absorvem CO₂ da atmosfera e o convertem em matéria orgânica. Áreas naturais, como florestas, pastagens e áreas úmidas, atuam como sumidouros de carbono significativos e podem armazenar grandes quantidades de carbono por períodos prolongados. E o solo pode sequestrar carbono naturalmente, mas essa capacidade é prejudicada quando as práticas agrícolas o perturbam e o reviram, liberando o carbono orgânico retido.

Várias práticas de manejo da terra auxiliam no sequestro biológico de carbono. O reflorestamento e o florestamento aumentam significativamente a capacidade de armazenamento de carbono. A agricultura sustentável (como o plantio direto ou reduzido, que minimiza a interrupção do carbono do solo, ou a agrofloresta, que integra árvores e arbustos ao lado de plantações e gado) também ajudam no sequestro. A restauração de áreas úmidas degradadas, como pântanos e manguezais, melhora seu armazenamento de carbono em sedimentos e biomassa. No entanto, esses ecossistemas também podem emitir metano.

O sequestro de carbono nos oceanos envolve o armazenamento de dióxido de carbono nos oceanos. Os oceanos absorvem naturalmente cerca de um quarto do CO₂ produzido pelos seres humanos.

Existem duas estratégias principais para auxiliar no sequestro de carbono nos oceanos:

• O método de injeção direta captura CO₂ de fontes de emissão e o injeta diretamente no oceano profundo. A alta pressão e a baixa temperatura do oceano fazem com que o CO₂ se dissolva ou forme estruturas sólidas conhecidas como hidratos.
• O método de fertilização oceânica visa aumentar a absorção natural do oceano ao adicionar nutrientes, geralmente ferro, à superfície do oceano. Esse método estimula o crescimento de plantas microscópicas e micróbios que absorvem CO₂ da atmosfera por meio da fotossíntese. Quando morrem, eles afundam no fundo do oceano, levando consigo o carbono absorvido. No entanto, esse método ainda é experimental, e seus efeitos a longo prazo nos ecossistemas marinhos não são totalmente compreendidos.

O sequestro geológico de carbono captura o CO₂ e o injeta em formações rochosas porosas profundas e subterrâneas para armazenamento de longo prazo, ou seja, milênios. O CO₂ é comprimido, transportado por oleodutos e armazenado em locais como reservatórios de petróleo e gás natural esgotados, camadas de carvão inutilizáveis ou aquíferos salinos profundos. Injetado a profundidades de pelo menos 800 metros, as condições de alta pressão e temperatura garantem um armazenamento eficiente nos espaços naturais dos poros das formações geológicas.

O sequestro tecnológico de carbono é uma série de métodos de engenharia humana projetados para capturar e armazenar dióxido de carbono de fontes de grande porte ou diretamente da atmosfera. Essas tecnologias têm como objetivo remover as emissões de carbono do ciclo de carbono e evitar sua liberação na atmosfera.

A abordagem tecnológica mais conhecida para o sequestro de carbono é a captura e armazenamento de carbono (CCS). Ela envolve a captura de emissões de CO₂ dos principais contribuintes, como usinas de energia, fábricas e instalações industriais. O CO₂ capturado é comprimido e transportado (geralmente por meio de tubulações) para locais adequados de armazenamento geológico. O sequestro geológico de carbono é uma parte do processo, mas CCS é um termo mais amplo que engloba todo o processo de captura, transporte e armazenamento de carbono.

Outros métodos tecnológicos incluem:

• Captura direta de ar (DAC), que extrai CO₂ diretamente do ar ambiente, oferecendo uma maneira de remover emissões históricas que já estão na atmosfera.
• Bioenergia com captura e armazenamento de carbono (BECCS), que envolve a queima de biomassa (plantas ou elementos agrícolas) para gerar energia, e em seguida, captura e armazena as emissões de CO₂ resultantes. Esse método pode oferecer o potencial de "emissões negativas", porque o CO₂ absorvido pela biomassa durante o crescimento é removido da atmosfera e armazenado.
• Carbonatação mineral, que é um método de conversão de CO₂ em minerais carbonatos estáveis (como calcário) por meio de reações com óxidos metálicos ou silicatos. Essa conversão evita que eles afetem a atmosfera.