Met CO2-compensatie wordt het compenseren van CO2-uitstoot bedoeld. De uitstoot van koolstofdioxide kan op verschillende manieren en plekken worden goedgemaakt. De uitstoot die op de ene plek wordt veroorzaakt, kan in een andere regio of zelfs een ander land worden gecompenseerd; bijvoorbeeld door bomen te planten of te investeren in schone energie. Vanwege de impact van CO2 op het klimaat, wordt CO2-compensatie ook wel klimaatcompensatie genoemd. Dit betekent dus niet noodzakelijk dat er minder CO2 uitgestoten wordt, maar dat met behulp van CO2-compensatie de "schade" elders teniet wordt gedaan.
Er zijn verschillende vormen van CO2-compensatie. De bekendste is het planten van bomen. Bomen slaan CO2 op en geven zuurstof af aan de lucht. Door meer bomen te planten op een slimme en biodiverse manier, vermindert dus de hoeveelheid CO2 in de lucht. Een andere vorm van klimaatcompensatie is het investeren in duurzame energiebronnen zoals windmolens en zonne-energie. Ook het vervangen van vervuilende activiteiten door een groen alternatief valt onder CO2-compensatie.
CO2-compensatie is niet de oplossing voor klimaatverandering. Het beste is om minder uit te stoten, bijvoorbeeld door die vliegreis niet te maken, minder gas te gebruiken, of over te stappen op duurzame energie. Critici wijzen er op dat het compenseren van CO2 dit soort veranderingen tegen kan houden. Voor een paar euro extra hebben mensen immers al het gevoel dat ze goed bezig zijn, omdat hun uitstoot is goedgemaakt. De vervuiling heeft echter al plaatsgevonden en de positieve gevolgen van compensatie zijn pas op langere termijn merkbaar. Wanneer CO2-uitstoot onvermijdelijk is, is CO2-compensatie echter beter dan niets. Alle beetjes helpen immers!
Klimaatcompensatie wordt vaak geregeld via gespecialiseerde partijen. U kunt bij deze organisaties vaak zelf kiezen welke activiteit (gasverbruik, stroomverbruik, vliegreis) u wilt compenseren, en op welke manier (bomen planten, investeren in duurzame energie). Daarnaast bieden veel reisorganisaties, vliegmaatschappijen, energieleveranciers en verzekeringen CO2-compensatie aan bij het afnemen van hun diensten. De daadwerkelijke compensatie kan overal ter wereld plaatsvinden. De CO2 die in Nederland wordt uitgestoten, kan bijvoorbeeld worden gecompenseerd door aan de andere kant van de wereld een bos te planten of een zonnepark aan te leggen.