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在没有人为排放的情况下，大气中的二氧化碳浓度虽然存在季节内变化，但在年际尺度上基本保持平衡，也就是说每年自然过程排放的二氧化碳基本上都被自然过程吸收，大气二氧化碳浓度保持相对稳定。
在存在人为二氧化碳排放的情况下，虽然一部分排放会被海洋和陆地自然过程吸收，但大部分人为排放的二氧化碳留在了大气中造成大气二氧化碳浓度的升高。1850—2019 年人类活动已累计排放了 23 900 亿吨二氧化碳，其中约 14 300 亿吨被海洋和陆地自然过程吸收。因此又把碳中和解释为“人类可以排放一定数量的二氧化碳，但这个排放量中的一部分被自然过程吸收而固定，余下部分则可通过人为努力而固定，排放量与固碳量相等，则为碳中和”。并以假定未来几十年碳循环方式基本不变为前提，尤其是海洋吸收的比例也始终不变，这样，只把估算的留在大气中的那部分排放作为碳中和的对象。
但问题是：未来海洋吸收二氧化碳的比例不会保持不变，而是随着人为温室气体排放量增加，自然过程的吸收比例会持续降低。IPCC第六次评估报告认为，在高和很高排放情景下，到 2100 年海洋和陆地将分别吸收人为二氧化碳排放量的 44%和 38%，均低于当前的吸收比例。而在很低和低排放情景下，到 2100 年海洋和陆地将分别吸收人为二氧化碳排放量的 70%和65%，均高于当前的吸收比例。如果碳中和的对象仅仅是人类所排放的温室气体中留在大气中的那一部分，那么人类排放的未被人类中和的那部分温室气体将会继续影响陆地和海洋的自然生态系统，继续造成海洋酸化等不利影响。
根据IPCC第六次评估报告关于碳中和的定义，碳中和指的是人为排放和人为吸收之间的中和，不受自然过程的影响。也就是说，不受人为控制的自然过程所排放和吸收的二氧化碳不能被用来计算碳中和。实现碳中和不能依赖于自然过程。此外，碳中和在不同尺度上的含义存在差别，只有在全球尺度上碳中和才等同于净零排放。
由于全球地表温度变化并不完全是由二氧化碳的温室效应造成的，甲烷、氧化亚氮等其他的非二氧化碳温室气体也对全球变暖有很重要的贡献，因此，要想控制温升，仅使大气二氧化碳浓度不再升高是不够的，还必须要中和掉其他温室气体对全球温升的贡献，实现“温室气体中和”。由于甲烷等其他非二氧化碳等温室气体并不像二氧化碳那样能被自然过程或人工（如CCS等）过程吸收，因此实现温室气体中和除了需要大幅减少非二氧化碳温室气体排放之外，还需要通过二氧化碳负排放等手段来抵消甲烷等非二氧化碳对增暖的贡献。
实现了温室气体中和也并不意味着全球地表平均气温就不再变化，因为人类活动还通过改变土地利用和土地覆盖方式等手段影响气候变化。改变土地利用和土地覆盖方式将使地表反照率发生变化，这就改变了地表和大气之间的能量以及物质交换，影响了地表的能量平衡，进而影响气候发生变化。因此，要想真正控制温升，还需要通过中和的方式使人类活动的其他影响也达到净零，也就是实现“气候中和”。