二氧化碳同化（CO2 assimilation），簡稱碳同化，是指植物利用光反應中形成的同化力(ATP和NADPH)，將CO2轉化為碳水化合物的過程。
二氧化碳同化是在葉綠體的基質中進行的，有許多種酶參與反應。高等植物的碳同化途徑有三條，即C3途徑、C4途徑和CAM（景天酸代謝）途徑。
