R744是二氧化碳(CO2)，属于纯天然物质，ODP为0, GWP为1，安全分类为A1，无毒、不可燃，大气中寿命极长。
常温常压下为无色无味的气体。其分子式和结构式为CO2，相对分子质量44.01，沸点-78.464℃，临界温度31.0℃，临界压力7.382MPa，临界密度468.2kg/m³。
25℃时饱和蒸汽压6.434MPa，液体密度0.711g/cm³，气体密度(101.325kPa) 242.73kg/m³,液体粘度0.0570mPa·s，气体黏度0.0202mPa·s，液体导热系数80.789mW/m·K，气体导热系数45.509m W/m·K，表面张力0.558mN/m。
CO2具有优良的热力学性能和环境性能。其单位体积制冷量大、液体密度较大、黏度低，这些都有利于减少系统管路和压缩机的尺寸、提高换热器的效率。
CO2的主要应用领域为热泵热水器、小型制冷空调装置等，其制冷循环一般为跨临界循环，压缩排气温度高于其临界温度，不存在常规制冷循环中的气体相变冷凝过程，而是一个没有相变的气体冷却过程。
CO2的关键问题是工作压力很高，其高压往往超过10MPa。因此，关键在于解决CO2制冷系统的耐压能力问题。为此，也有将CO2作为二级复叠式制冷系统的低温级制冷剂，高温级依照冷凝温度的不同可以选取不同的制冷剂。这样，CO2低温级制冷循环就变为常规的亚临界循环。
由于CO2制冷循环的无相变高温气体冷却过程的特点，它特别适用于热泵热水器/机，用于加热热水。目前CO2制冷剂在热泵热水器、二级复叠式制冷系统、小型制冷空调装置中已进入市场化应用。
