Tüm otoritelerce kabul edilen ortak bir tanımı olmamakla beraber karbon ayak izi, ekolojik ayak izi kavramından türemiştir. İnsanın tüketim faaliyetlerinin doğa üzerinde yarattığı etkinin ölçüsünü tespit etmek amacıyla kullanılır. Farklı bir tanıma göre ise karbon ayak izi, insan faaliyetleri sonucu oluşturulan bir ürünün yaşam evresi boyunca doğrudan ya da dolaylı bir şekilde biriktirdiği CO2 salınımlarının toplam miktarıdır.

Karbon ayak izi, ekolojik ayak izinin en büyük ayağını oluşturmakta ve küresel ısınmaya neden olan sera gazları arasında yer alan CO2 gazı salınımlarının emilimi için gerekli biyolojik üretken alan miktarını ifade etmektedir. İnsan ihtiyaçlarını karşılamak üzere gerçekleştirilen her türlü tüketim faaliyeti, doğa üzerinde bir etkiye neden olur ve bu etkinin küresel ısınmayı etkileyen oranı karbon ayak izi olarak ifade edilir. Karbon ayak izi tanımlarında sera gazlarından sadece CO2 gazı miktarının dikkate alınmasındaki temel neden, farklı sera gazları için gerekli biyolojik kapasite ölçümlerinde gerekli bilginin elde edilmesinde güçlüklerle karşılaşılmasıdır. Bazı çalışmalarda farklı sera gazları ile hesaplamalar yapılsa da bu gazları CO2 eşdeğerine çevrilerek yorumlanmasının temel nedeni budur. CO2 eşdeğeri; CO2 haricinde diğer sera gazlarının aynı miktar CO2’ye kıyasla kaç kat daha fazla ısı tutabilme kapasitesine sahip olduğunu göstermektedir. Bu sayede tüm sera gazları ortak bir paydada toplanarak, yapılan salınım hesaplamalarının anlaşılması kolaylaştırılmıştır. En tehlikeli sera gazı Kükürt Heksaflorit, en az olanı ise CO2 olarak bilinmesine rağmen, miktar açısından CO2’in diğer sera gazlarına kıyasla çok yüksek seviyede olmasından dolayı durum aslında tam tersidir

Karbon ayak izi kurumlarca hesaplanmasının temel nedenleri; yasal zorunluluklar, kurumsal sosyal sorumluluk, müşteri veya yatırımcı talepleri, pazarlama ve kurum imajı, zorunlu veya gönüllü sera gazı emisyonu azalımı ve de emisyon ticaret mekanizmalarına katılımdır. Karbon ayak izi, çoğunlukla bir birey, süreç, faaliyet, ürün, sektör, şehir ya da ülkenin belirli bir zaman aralığında doğrudan ve dolaylı olarak neden olduğu, karbondioksit eşdeğeri cinsinden sera gazı salım miktarını tanımlamak için kullanılmaktadır. Karbon ayak izi hesaplamalarının sonucu birim olarak kilogram veya ton CO2-eş (kimi zamansa kilogram veya ton CO2) türünden ifade edilmektedir. Doğrudan ayak izi, ev ve iş yerlerimizde ısınma, aydınlanma vb. ihtiyaçlarımız için tükettiğimiz enerji ile ulaşımımızı sağlamak için fosil yakıtlarının yakılması sonucu ortaya çıkan doğrudan salımları; dolaylı ayak izi ise kullandığımız ürünlerin imalatından bertarafına kadar uzanan yaşam döngüsü salımlarının toplamını kapsar.

Karbon ayak izi iki bölümden oluşmaktadır. Birincil Karbon Ayak İzi; Evsel enerji tüketimi ve ulaşım (örneğin; araba ve uçak) dahil olmak üzere fosil yakıtlarının yanmasından ortaya çıkan doğrudan CO2 emisyonlarının, İkincil Karbon Ayak İzi; Kullandığımız ürünlerin tüm yaşam döngüsünden bu ürünlerin imalatı ve en sonunda bozulmalarıyla ilgili olan dolaylı CO2 emisyonlarının ölçüsüdür. İkincil karbon ayak izi içerisinde birincil karbon ayak izi hesabını da içerir. Yurtdışından ithal edilen gıda ve tekstil ürünlerinin tüketimi ve bu ürünlerin tüketiciye ulaşımı, havayolu, demiryolu ve karayolu ulaşımlarının ayrı ayrı veya birlikte kullanımı ile sağlanmaktadır. Bu ürünlerden oluşan bozulmadan veya tüketimden kaynaklı atıkların da yine karayolu ulaşımı ile atık depolama alanına taşındığı ve bertarafı için enerji kullanıldığı gerçeği ikincil karbon ayak izini oldukça önemli kılmaktadır.

Karbon ayak izi, bireylerin, toplumların, devletlerin, şirketlerin, organizasyonların, süreçlerin, endüstriyel sektörlerin vb. faaliyetlerini içerir. Karbon ayak izi hesabı, araçlarla kat edilen toplam yol, ısıtma amaçlı kullanılan enerji miktarı vb. birçok parametreyi içerisine alır. Bu bakımdan karbonun birincil ve ikincil izleri belirlenirken dikkat edilmelidir. Evsel enerji tüketimi, ulaşım, fosil yakıt kullanımı ile meydana gelebilecek CO2 salınımları belirlemede birincil ayak izi, insanların tüm yaşam boyunca kullandığı ürünlerin ve son olarak bozulmasına kadar atmosfere salınan CO2’yi belirlemede ise ikincil ayak izi kullanılır.

Karbon ayak izini hesaplamak için, ürünün yaşam döngüsünde yayılan sera gazı miktarı tahmin edilmelidir. Yaşam döngüsü, hammaddenin getirilmesinden son ambalaja, dağıtımdan üretime, tüketime ve elden çıkarmanın son aşamalarına kadar tüm aşamaları içerir. Yaşam döngüsü değerlendirmesi (LCA), havayı kirleten maddelerin üretimi, su kullanımı ve atıksu üretimi, enerji tüketimi, salınan sera gazı veya benzer herhangi bir bilgi ve maliyet-fayda girişimi parametresi ile ilgili girdi ve çıktıların eksiksiz bir resmini oluşturmaktadır. Bu değerlendirme genellikle çevresel LCA olarak adlandırılır. LCA, karbon ayak izi hesabı için teknik olarak sera gazı muhasebesi olarak bilinen, ürünün yaşam döngüsünün belirlenmiş her aşamasında salınan sera gazı tahminlerini yapmaktadır. Sera gazı hesabı için standartlar ve kaynaklar bulunmaktadır.