Carbon Capture and Storage (CCS) adalah sistem yang mengintegrasikan penangkapan CO2 dari sumber emisi besar, pengangkutan CO2 yang biasanya melalui pipa, dan penginjeksian CO2 ke situs penyimpanan geologis. Skema CCS tersebut ditampilkan pada gambar di bawah ini.

Terdapat tiga tahap utama:

1. Capture
   Penangkapan merujuk pada tahap awal pemisahan CO2 dari bahan bakar atau gas buang pembakaran. CO2 yang ditangkap kemudian dikompres menjadi cairan atau fluida superkritis yang siap untuk ditransportasikan. Tahap penangkapan (capture) merupakan tahap paling mahal dalam CCS, sehingga terdapat dorongan besar untuk menemukan teknologi yang dapat mengurangi biaya.
2. Transport
   Dalam kebanyakan kasus, pabrik penangkapan CO2 mungkin tidak berlokasi di dekat lokasi penyimpanan CO2. Oleh karena itu, CO2 perlu ditransportasikan yang biasanya menggunakan pipa khusus. Operasi pengangkutan dengan kapal juga bisa dilakukan untuk mengantarkan CO2 ke lokasi penyimpanan. Pengangkutan CO2 menggunakan pipa khusus telah diterapkan di industri minyak dan gas, umumnya untuk mendukung operasi EOR.
3. Storage
   Gas dikompresi ke keadaan superkritis yang densitasnya serupa dengan air. CO2 superkritis kemudian diinjeksikan ke dalam ‘cekungan sedimen’ dan akan disimpan secara permanen. Cekungan ini harus poros dan memiliki permeabilitas yang baik, sehingga memungkinkan penyimpanan CO2 dalam jumlah besar. Hal ini juga memfasilitasi penyebaran CO2 yang diinjeksikan di seluruh formasi batuan. Lapisan penutup (cap rock) juga sangat penting di atas batuan poros untuk menahan CO2 yang diinjeksikan.