Les émissions de CO2 à l'échappement sont directement liées à la consommation des voitures et leur valeur est mesurée selon le cycle mixte normalisé.
L'effet de serre est un phénomène naturel qui participe à l'isolation thermique de la planète. Sans lui, la température moyenne à la surface du globe serait de -18°C au lieu de +15°C. L'activité humaine remet en cause cet équilibre précaire en produisant une quantité supplémentaire de CO2, ce qui renforce l'isolation thermique et élève la température à la surface de la Terre. Si le CO2 a un très faible pouvoir de réchauffement sur la planète, sa très grande quantité relâchée dans l'atmosphère fait de lui un des plus impactants. Il convient donc de réduire en priorité les émissions liées à l'activité humaine.
Tous les véhicules dont le carburant contient des molécules de carbone émettent du CO2. Ces carburants sont principalement l'essence, le gazole et le GPL. Une voiture électrique elle-même ne génère pas de CO2, ce qui n'est pas le cas de la production de son électricité si la centrale fonctionne au gaz, au fioul ou au charbon.
Les émissions de CO2 à l'échappement sont directement liées à la consommation des voitures et leur valeur est mesurée selon le cycle mixte normalisé. Un Diesel émet en moyenne 25% de moins de CO2 qu'un moteur à essence en raison de sa plus faible consommation. CO2 et consommation normalisée mixte sont liés : le rapport est de 26,9 g/km de CO2 pour 1 litre de gazole consommé en 100 km et de 24,1 g/km de CO2 pour 1 litre d'essence. La limite des 130 g/km correspond donc à une consommation moyenne de 4,8 l/100 km pour une voiture Diesel et de 5,4 l/100 km pour son équivalent essence.
Ordres de grandeur : une voiture puissante ou lourde émet plus de 250 g CO2/km, celle du segment des compacts de 110 à 180 g CO2/km et les plus petites peuvent atteindre les 90 g CO2/km. Le passage à la technologie hybride abaisse d'environ 25% ces émissions. Le gouvernement français a mis en place un système de bonus/malus sur l'achat des voitures neuves fin 2008. En 2010, le bonus est de 100 à 5000 € pour les voitures en-dessous de 125 g CO2/km et le malus de 200 à 2600 € à partir de 156 g CO2/km.