气候变化是人类面临的最严峻挑战之一。自革命以来，人类燃烧化石能源的活动、工业过程以及农业、林业和土地利用的变化所排放的大量二氧化碳一直留在大气中，这是气候变化的主要原因。除了二氧化碳，具有变暖效应的温室气体还包括甲烷、一氧化二氮、氢氟碳化合物、全氟化碳和六氟化硫。为了应对气候变化，促进人类社会的可持续发展，必须努力减少温室气体排放。
二氧化碳排放峰值是指全球、国家、城市、企业等主体的碳排放从上升到下降的过程中，碳排放的最高点，即碳排放的峰值。大部分发达国家二氧化碳排放已经达到峰值，碳排放进入下降通道。目前我国碳排放增速虽然比2000年至2010年高速增长时期有所放缓，但仍在增长，尚未见顶。碳中和是指通过植树造林、碳捕获和储存(CCS)技术和其他方式，在人为排放源和人为汇之间实现平衡。碳中和的目标可以在全球、国家、城市和企业活动等不同层面设定。它是指狭义的二氧化碳排放和广义的所有温室气体排放。对于二氧化碳，碳中和、净零碳排放的概念基本可以通用，但对于非二氧化碳温室气体，情况就比较复杂了。由于甲烷是一种短暂的温室气体，只要其排放稳定，就不需要零排放，长期来看不会影响气候系统。
全球碳项目(GCP)2020年12月发布的《2020年全球碳预算》报告估计，陆地和海洋吸收了全球约54%的碳排放，那么将全球排放量减少一半是否有可能实现碳中和？答案是否定的，特别要强调的是，碳中和的碳汇只包括造林、森林经营等活动增加的碳汇，不包括自然碳汇或碳汇存量。海洋吸收二氧化碳导致海洋不断酸化，对海洋生态系统产生不利影响。陆地生态系统自然吸收的二氧化碳是碳中性的，而不是永久的碳汇。如果森林在生长期吸收碳，成熟期吸收能力会下降，死亡腐烂后二氧化碳会重新排入空气体。森林火灾也可能将储存在森林中的碳转化为二氧化碳，并迅速释放出来。因此，人为释放到大气中的二氧化碳必须通过人为增加碳汇来清除，以实现碳中和。
根据2018年政府间气候变化专门委员会(IPCC)1.5摄氏度特别报告的主要结论，要实现《巴黎协定》下的2摄氏度目标，要求2030年全球比2010年减排25%，2070年左右实现碳中和。要实现1.5摄氏度的目标，要求2030年全球比2010年减排45%，2050年左右实现碳中和。无论如何，全球碳排放应该在2020年至2030年间尽快见顶。
2015年巴黎大会前夕，中国承诺在2030年左右实现二氧化碳排放峰值。到2020年，单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年减少40%~45%，非化石能源在一次能源消费中的比重达到15%左右，森林面积比2005年增加4000万公顷，森林蓄积量比2005年增加13亿立方米。2020年9月22日，习近平主席在联合国一般性辩论中宣布，中国的碳排放将在2030年达到峰值，到2060年实现碳中和。2020年12月12日，习近平主席在气候雄心峰会上进一步提出了中国国家自主贡献的新举措。到2030年，单位国内生产总值二氧化碳排放量比2005年下降65%以上，非化石能源在一次能源消费中的比重达到25%左右，森林蓄积量比2005年增加60亿立方米，风电和太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上。
为落实“双碳目标”，2020年12月18日，中央经济工作会议将“做好二氧化碳排放峰值和碳中和工作”作为2021年八项重点工作之一。随后，各个部门，如生态环境部、国家能源局、工信部、发改委、人民银行等。，大力推动二氧化碳排放峰值和碳中和。二氧化碳排放峰值和碳中和目标成为全社会的热门话题。
