Sequestro de carbono (também conhecido com captura de carbono) é o processo de remoção de gás carbônico da atmosfera. Tal processo ocorre principalmente em oceanos, florestas e outros locais onde os organismos, por meio da fotossíntese, capturam o carbono e lançam oxigênio na atmosfera. É a captura e estocagem segura de gás carbônico (CO₂) que evita sua emissão e permanência na atmosfera terrestre. O desmatamento é um forte "contraventor" do sequestro pois diminui o efeito deste quando elimina o número de seres fotossintetizantes.

As atividades humanas, como a queima de combustíveis fósseis e a utilização de calcário para a produção de cimento, bem como os diferentes usos da terra, associados ao desmatamento e queimada são as principais causas do rápido aumento dos níveis de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera, contribuindo para o aquecimento global. No entanto, os maiores estoques de carbono não são encontrados na atmosfera, mas sim, no ecossistema marinho ou no ecossistema terrestre (oceanos + solo).