CCS全部过程最开始要处理的情况是CO2捕捉，其办法是在排放燃烧源中分离出CO2，并进行收集、净化和压缩，降低工厂中CO2的排放，进而减少大气中CO2的数量。可以使用的CO2捕捉技术大体包含燃烧前捕捉技术、富氧燃烧捕捉技术及燃烧后捕捉技术。

燃烧前捕捉

燃烧前捕捉技术是把CO2在化石燃料燃烧之前分离出来。先将化石燃料气化变成H2和CO，CO转变成CO2，H2当作能源燃烧转变成H2O，因此CO2即可被分离捕捉出来。集成气化组合循环技术（integrated gasification combined cycle，IGCC）是指把煤转变成合成气的一项技术，是一种比较有代表性的燃烧前捕集CO2的技术。

富氧燃烧捕捉

富氧燃烧捕捉技术也被称为O2/CO2燃烧技术，即指化石燃料在纯氧或富氧中燃烧，CO2和水蒸气是烟道气的主要组成部分，接下来再把水蒸气冷却，就只剩下CO2，最后再将CO2分离出来。通常情况下，会将燃烧之后的烟道气再一次回注燃烧炉，目的是降低燃料温度，提升CO2的体积分数。制氧成本很高导致富氧燃烧捕捉技术在经济上无显著的优势，因而不能在现实使用中大范围普及利用。但是，伴随化工技术的持续发展，制氧成本也将逐渐下降，富氧燃烧技术也将会被大规模利用。

燃烧后捕捉

燃烧后捕捉即指将化石燃料在空气中燃烧所生成的CO2从烟道气中分离出来并捕捉的过程。化学吸收法（本菲尔法、甲基二乙醇胺法）、吸附法（变压、变温）、物理吸收法（聚乙二醇二甲醚法、低温甲醇洗法）和膜分离等办法是重要的捕捉分离办法。应用区域广，系统原理简单，在技术使用上比较成熟是燃烧后捕捉技术的重点优势。但是燃烧后捕捉技术在生产实践中也并没有大区域地利用，主要是因为脱碳与捕捉碳的进程中耗费的能量极有可能生成较多的CO2，此外碳捕捉的设备投入和运行成本高带来了很高的CO2捕集成本。

碳运送

现今碳运送技术发展比较成熟，使用范围也相对很宽，管道运送和罐装运送是两种重点运送方式。管道运送分成气态、液态、超临界态运送，运送工艺也伴随运送介质相态的差别有一定的区别。超临界态运送是现今重点管道运送方式，但是中国的油田内部管线更多使用气态或液态运送。管道运送的技术发展相对较成熟，远距离传输、传输量大是其主要特征，管道运送也是传送CO2较常用的一种手段，其缺陷是一次性投资成本很大。罐装运送的重要途径是利用铁路或公路完成传送，其特征是适合少量的短途运送，缺陷是大范围利用不具备经济性。