Le CO₂ est mesuré directement dans l'atmosphère depuis 1959, ce qui permet d'estimer plus précisément les flux. C'est pour cette raison que les courbes après 1959 sont moins régulières. Le CO₂ atmosphérique d'avant 1959 est estimé à l'aide de technique de forage dans les arbres (analyse des cernes), les sédiments marins et lacustres, les glaces, les stalagmites.

Chaque année, le CO₂ émis (les sources : émissions dues aux énergies fossiles et à l'utilisation des terres) se retrouve dans un des trois compartiments possibles (les puits : l'atmosphère, la biosphère continentale et les océans). En gros, la moitié du CO₂ émis est absorbée par la biosphère continentale et les océans, l'autre moitié s'accumulant dans l'atmosphère. Cependant, on note ces dernières années une tendance à une diminution de l'absorption continentale et océanique.