碳封存（Carbon Sequestration），也稱為碳固化或碳儲存，是指通過各種方法將二氧化碳（CO2）從大氣中捕獲並儲存，從而減少其在大氣中的濃度，有助於減緩氣候變化的過程。
碳封存的目標是將二氧化碳永久性地固定在地下、海洋或其他儲存體中，以避免其進一步釋放到大氣中。碳封存技術包括自然陸地封存（如森林、農田等）、海洋封存、地質封存（如將二氧化碳注入油田、氣田、鹹水層或無法開採的煤礦等），以及利用二氧化碳提高石油採收率等技術。
此外，還有通過碳捕集及儲存（CCS）、碳捕集、利用及儲存（CCUS）和直接空氣捕集及儲存（DACS）等人工過程實現碳封存。