「二酸化炭素回収・貯留(CCS：Carbon Dioxide Capture and Storage)」とは、発電所や天然ガス鉱山など大規模な排出源から排出されるガス中のCO2を、分離・回収し、安定した地層に貯留したり、海洋に隔離することにより、大気中へのCO2放出を抑制し、地球温暖化を防止する技術です。
　貯留の方法には大きく分けて「地中貯留」と「海洋隔離」があります。
　CO2を地中貯留や海洋隔離するには、発電所や製鉄所、石油精製工場などから排出されるCO2を他のガスから分離・回収することが必要です。分離・回収技術は、「化学吸収」「物理吸収」「膜分離」「物理吸着」「深冷分離」などのさまざまな方法が開発され、研究が続けられています。
　地中貯留は、もともと地中にあった化石燃料などのCO2をもう一度地中に戻して、大気から隔離する方法です。これには、「帯水層貯留」「石油･ガス増進回収」「枯渇油・ガス層貯留」「炭層固定」等があります。
　海洋隔離は、分離・回収されたCO2を海洋に溶け込ませたり、深海底の窪地に貯留したりして、大気から隔離しようとする方法です。これには、「溶解希釈(固定式)」「溶解希釈(移動式)」「深海底貯留隔離」があります。

　日本ではCCS はまだ実用化には至っておらず、安全性、コスト効率などの面から研究が進められている段階です。今後の本格的な実用化に向けては、いくつかの解決すべき課題があるとされています。
　CO2の輸送や関連施設設置に関わる安全確保、CO2回収・貯留がもたらしうる周辺環境への影響の可能性、万一CO2が漏洩した場合の人体、生態系および地下水への影響など、環境・安全面への課題が挙げられています。
　また、 実用的な分離・回収、輸送、貯留・隔離技術が開発されても、それに対する検証技術・手法が国際的に受け入れられる必要があります。監視・記録・検証をCO2の圧入終了後いつまで継続すべきかなどの規約事項も含め、監視・記録・検証全体の国際標準化が求められています。
　さらに、コスト削減の問題があります。現段階では実施のために多額のコスト負担が必要と見込まれており、こうした経済的負担の軽減も重要な課題の一つとなっています。
　その他にも、環境影響評価や法整備、国民の理解等、検討すべき課題が残されています。