CO₂气体保护焊过程中，CO₂是保护气体，保护焊接区域不与空气接触，从而获得质量良好的焊缝。但是，CO₂气体在高温时要分解成CO和O₂，这是吸热反应，CO₂气体的分解过程对焊接电弧产生强烈的冷却作用，引起电弧弧柱与弧根发生收缩使焊接电弧对焊丝熔滴产生排斥作用，决定了焊丝熔滴过渡的特点。
在高温焊接电弧区域，CO₂气体分解后，常常是三种气体(CO_2、 CO、O₂)同时存在。焊接电弧区温度越高，CO₂气体的分解也就越剧烈。
当焊接电弧区温度为1800K时，焊接电弧内保护气体全部是CO₂气体保护气体具有氧化性。
当焊接电弧区温度为1800~2600K时，焊接电弧内保护气体80%(体积分数)是CO₂气体，20%(体积分数)是CO和O₂，气体的氧化性随着温度的升高而加大，CO2气体的分解量也随之增大。
当焊接电弧区温度为3000K时，CO₂气体、CO和02的比例为:43%(体积分数)的CO₂气体、38(体积分数)的CO和19%(体积分数)的O₂，此时CO₂气体的分解量更大，气体的氧化性也更强。
当焊接电弧区温度为4000K时，CO₂气体、CO和O₂同时存在，其比例为:5%(体积分数)的CO₂气体、65%(体积分数)的CO和30%(体积分数)的O₂，此时CO2气体的分解量最大，保护气体的氧化性最强。在CO₂气体保护焊过程中，CO既不溶解于金属，也不与焊缝金属发生化学反应。然而，高温下的CO₂气体和O₂却能使Fe和其他合金元素(mn、Si、C等)氧化、烧损。