R744是二氧化碳(CO2)，屬于純天然物質，ODP為0, GWP為1，安全分類為A1，無毒、不可燃，大氣中壽命極長。
常溫常壓下為無色無味的氣體。其分子式和結構式為CO2，相對分子質量44.01，沸點-78.464℃，臨界溫度31.0℃，臨界壓力7.382MPa，臨界密度468.2kg/m3。
25℃時飽和蒸汽壓6.434MPa，液體密度0.711g/cm3，氣體密度(101.325kPa) 242.73kg/m3,液體粘度0.0570mPa·s，氣體黏度0.0202mPa·s，液體導熱系數80.789mW/m·K，氣體導熱系數45.509m W/m·K，表面張力0.558mN/m。
CO2具有優良的熱力學性能和環境性能。其單位體積制冷量大、液體密度較大、黏度低，這些都有利于減少系統管路和壓縮機的尺寸、提高換熱器的效率。
CO2的主要應用領域為熱泵熱水器、小型制冷空調裝置等，其制冷循環一般為跨臨界循環，壓縮排氣溫度高于其臨界溫度，不存在常規制冷循環中的氣體相變冷凝過程，而是一個沒有相變的氣體冷卻過程。
CO2的關鍵問題是工作壓力很高，其高壓往往超過10MPa。因此，關鍵在于解決CO2制冷系統的耐壓能力問題。為此，也有將CO2作為二級復疊式制冷系統的低溫級制冷劑，高溫級依照冷凝溫度的不同可以選取不同的制冷劑。這樣，CO2低溫級制冷循環就變為常規的亞臨界循環。
由于CO2制冷循環的無相變高溫氣體冷卻過程的特點，它特別適用于熱泵熱水器/機，用于加熱熱水。目前CO2制冷劑在熱泵熱水器、二級復疊式制冷系統、小型制冷空調裝置中已進入市場化應用。
