虽然使用太阳能、风能等新能源可以减少CO2的排放，但目前新能源还没有普及，通过新能源改善环境的目标短期内难以实现。于是，科学家就想到了把排放至空气中的CO2“抓起来”和“藏起来”，减少空气中的CO2含量，这样的技术被称为CO2的捕获和封存（CarbonCaptureandStorage，CCS）。由于CO2具有独特的理化性质，其具备地质、化学、生物等多种利用潜力，于是便向原有的CCS中引入了“利用（Utilization，U）”。
碳捕集利用与封存技术（CarbonCapture，UtilizationandStorage，CCUS）指将CO2从工业过程、能源利用或大气中分离出来，直接加以利用或注入地层以实现CO2永久减排的一系列技术的总和。CCUS技术起源于20世纪70年代对于CO2的驱油利用，现已进入商业化初期快速增长阶段。CCUS目前在全球25个国家均有部署，美国和欧盟处于领先地位。
CCUS的过程可分为CO2捕集与压缩、CO2运输、CO2利用和CO2封存四个环节。按不同环节的组合关系，CCUS产业模式可以分为多种，包括CS（碳捕集与封存）、CU（碳捕集与利用）、CUS（碳捕集、封存与利用）、CTS（碳捕集、运输与封存）、CTUS（碳捕集、运输、封存与利用）。根据减排效应的不同，可将CCUS分为减排技术（传统CCUS技术）和负碳技术［生物质能碳捕集与封存（BioenergywithCarbonCaptureandStorage，BECCS）和直接空气碳捕集与封存（DirectAirCarbonCaptureandStorage，DACCS）］。其中，尽管传统CCUS技术可以减少化石燃料燃烧等过程中的CO2排放，但从全生命周期的角度来看，排放量依旧是大于零的，而后者负碳技术则指完全从大气中去除CO2的过程，从全生命周期的角度来看排放量为负，因此它对于碳中和（净零排放）具有重要意义。
具体来说，BECCS指CO2经由植被（生物质的一种）的光合作用从大气中提取出来后，通过燃烧生物质进行发电并从燃烧产物中对其进行回收，最后将其封存于地下。简单来说，BECCS即配备CCUS技术的生物质发电站，通过改变CO2来源（碳源）的能源类型使得发电厂不仅不会排放CO2，还能够从空气中吸收CO2封存于地下；而DACCS则指直接从空气中捕获CO2并封存，由于其碳源最为普遍，因此相比传统CCUS和BECCS，DACCS工厂位置的设置更为灵活。
CCUS作为碳减排技术之一，主要优点是减排潜力大、可促进煤等化石能源的清洁利用，较符合我国国情。从行业上看，CCUS可应用于电力、能源（如天然气开采、制氢）以及减排难度较大的制造业（如水泥、化工、钢铁）等行业的减排，且针对无法通过传统CCUS技术减排的交通运输业、建筑业等，也可选择采用BECCS、DACCS等负碳技术进行减排。当前，在全球范围内70％的CCUS的碳源主要来自天然气加工（通常开采出的天然气中含有一定成分的CO2，需要去除后得到净化的天然气以供出售）。