Hiilidioksidia (lääkinnällinen laite) voidaan käyttää useisiin lääketieteellisiin tarkoituksiin. Sitä voidaan käyttää tilavuutta laajentavana kaasuna mini-invasiivisissa toimenpiteissä (laparoskopia, endoskopia ja artroskopia) laajentamaan ja vakauttamaan ruumiin onteloita, mikä antaa kirurgille paremman näköyhteyden operoitavalle alueelle. Nestemäisessä muodossa sitä voidaan myös käyttää alentamaan lämpötilaa jopa -76 oC kryoterapiaa tai paikallista analgesiaa varten. Tällöin nestemäistä hiilidioksidia sivellään ulkoisesti ihon pinnalle.
Sitä voidaan käyttää lääketieteessä myös hengityksen tilapäiseen stimulointiin ja syvien hengenvetojen ja yskäysten auttamiseen atelektaasin estämiseksi tai hoitamiseksi.