ما به کربن نیاز داریم، اما این نیاز همچنین با یکی از وخیم‌ترین مشکلاتی که با آن مواجهیم، یعنی تغییرات آب و هوای جهانی و گرمایش جهانی ارتباطی تنگاتنگ دارد.
کربن که در قلب ستاره‌های در حال پیر شدن ساخته می‌شود، از لحاظ فراوانی چهارمین عنصر در جهان است.
اغلب کربن زمین- حدود 65500 میلیارد تون متریک- در سنگ‌ها ذخیره می‌شوند. بقیه کربن در اقیانوس، جو، گیاهان، خاک و سوخت‌های فسیلی قرار دارند.
تبادل کربن در میان هر یک از این محل‌های ذخیره را "چرخه کربن" می‌نامند که دارای دو بخش "کند" و "سریع" است.
هر تغییری در این چرخه که کربن را بیرون از این محل‌های ذخیره براند، میزان کربن در سایر محل‌های ذخیره را افزایش می دهد. تغییراتی که گازهای کربن را به درون جو می‌فرستند باعث افزایش درجه حرارت کره زمین می‌شوند.
به نظر می‌رسد در درازمدت چرخه کربن تعادلی را حفظ می‌کند که مانع می‌شود همه کربن کره زمین وارد جو شود ( آنطور که در سیاره زهره رخ داده است) یا به طور کامل در سنگ‌ها محبوس بماند.
این تعادل مانند یک ترموستات به حفظ درجه حرارت کره زمین در حدی نسبتا پایدار کمک می‌کند.
این ترموستات در طول چند صد هزار سال به عنوان بخشی از "چرخه کربن کند" عمل می‌کند. اما در دوره‌های کوتاهتر زمانی - ده تا صد هزار سال- درجه حرارت کره زمین می‌تواند تغییر کند.
و در حقیقت کره زمین میان عصرهای یخبندان و دوره‌های بینابینی گرم‌تر در این مقیاس زمانی نوسان کرده است. بخش‌هایی از چرخه کربن ممکن است حتی این تغییرات کوتاه‌مدت درجه حرارت را تشدید کند.
در طول مقیاس‌های زمانی بسیار طولانی (میلیون‌ها تا ده‌ها میلیون سال) حرکت صفحات تکتونیکی و تغییرات در میزان کربنی از درون زمین به بیرون نشت می‌کند، ممکن است درجه حرارت این ترموستات را تغییر دهد.
کره زمین در طول 50 میلیون سال گذشته چنین تغییری را از سر گذرانده است، از آب و هواهای بسیار گرم در دوران زمین‌شناختی کرتاسه (حدود 145 تا 65 میلیون سال پیش) تا آب و هوای یخبندان دوره پلیستوسن (حدود 1.8 میلیون تا 11500 سال پیش).
