Au sens large, un puits de carbone ou puits CO₂ est un réservoir, naturel, ou artificiel de carbone qui absorbe le carbone de l'atmosphère et donc contribue à diminuer la quantité de CO₂ atmosphérique. La taille de ces réservoirs augmente constamment, à l'inverse d'une source de carbone. Les principaux puits étaient les processus biologiques de production de charbon, pétrole, gaz naturels et hydrates de méthane et roches calcaires. Ce sont aujourd'hui les océans et certains milieux végétalisés (forêt en formation).