Biosfery lądowe i oceany pochłaniają i emitują dwutlenek węgla do atmosfery, w sumie są one pochłaniaczami. Biosfera lądowa (SLAND) wykazuje pochłanianie netto od 2,4 do 5,1 mld ton węgla, oceany (SOCEAN) zaś od 1,6 do 3,0 mld ton węgla. Ilość węgla wiązanego przez ekosystemy lądowe zależy od przebiegu pogody w danym roku, dobre warunki do rozwoju roślin zwiększają pochłanianie, a susze na dużym obszarze zmniejszają. Model wykazuje, że tereny intensywnej działalności rolniczej są dużymi pochłaniaczami , podczas gdy strefa lasów tropikalnych jest oceniana jako źródło dwutlenku węgla w ilości 0,4–0,8 mld ton węgla. Woda oceaniczna ma mniejsze stężenie niż równowagowe odpowiadające stężeniu w atmosferze, przez co woda oceaniczna pochłania dwutlenek węgla. Część pochłoniętego przez wodę dwutlenku węgla zwiększa jego stężenie w wodzie, część jest pobierana przez glony, a część jest wiązane w wyniku reakcji chemicznych z minerałami. Niemal połowa węgla ze źródeł antropogenicznych jest pochłaniana przez biosferę i oceany, pozostała zwiększa stężenie dwutlenku węgla w atmosferze.