Medicininis anglies dioksidas naudojamas įvairiais gydymo tikslais. Jis gali būti naudojamas kaip įpučiamos dujos minimaliai invazinėje chirurgijoje (laparoskopija, endoskopija, artroskopija) kūno ertmėms padidinti ir stabilizuoti, kad būtų geresnis matomumas operuojamame plote. Be to, skystos dujos gali būti naudojamos temperatūrai sumažinti iki -76 °C, todėl jos taikomos krioterapijoje ar vietinei analgezijai, užtepant ant odos paviršiaus.
Kiti medicininiai naudojimo būdai: trumpalaikis kvėpavimo stimuliavimas, gilaus kvėpavimo ir kosulio skatinimas, kad būtų išvengta atelektazių arba atelektazėms gydyti.