雖然金屬配合物在CO₂碳化方面有著顯著的特征，但關于使用金屬配合物在這些系統中用于CO₂固定和釋放的研究卻相對較少。關于CO₂的碳化，在受到碳酸酐酶(CA)啟發的金屬絡合物系統中，CO₂通過與金屬離子配位的羥基反應迅速轉化為碳酸根離子，形成碳酸根配位絡合物。而CO₂的固定和釋放循環則是通過配合物中心金屬的氧化態進行，即中心金屬從一種氧化態到另一種氧化態則為固定，反之則為釋放。也有研究者提出光催化實現CO₂的固定和釋放循環。雖然，這些方法均使用金屬配合物作為固定劑的系統，但它們都沒有證明使用金屬配合物在含有氧氣和氮氣的大氣中能靶向固定和釋放低濃度CO₂。