Les puits de carbone désignent le stockage du CO2 par les forêts en croissance et les terres agricoles à travers la photosynthèse. Les arbres, pendant leur croissance, "stockent" le carbone et empêchent sa diffusion dans l'atmosphère. Les puits de carbone absorbent plus de CO2 qu'ils n'en rejettent, à l'inverse des sources d'émissions de carbone. Ils sont essentiels au bon déroulement du cycle carbone.
Dans le cadre de l'application du Protocole de Kyoto, la prise en compte de ces puits de carbone allégerait d'autant les efforts de réduction de la pollution industrielle et des émissions de gaz à effet de serre. Cependant, ce phénomène de stockage s'arrête, voire s'inverse en fin de croissance, ce qui entraîne que ces puits de carbone sont très controversés, dans la mesure où leur contribution réelle à l'équilibre de l'atmosphère est encore incertaine sur le plan scientifique. Planter de nouveaux arbres et mettre un frein à la déforestation n'est donc pas aussi efficace que de réduire les émissions de CO2 liées à la combustion d'énergies fossiles riches en carbone. De plus, tous les arbres ne se valent pas en matière d'absorption de carbone : les arbres à croissance rapide comme le bouleau, le peuplier ou le saule rejette rapidement le CO2 emmagasiné. Les arbres à bois dur et dense (comme les bois tropicaux) absorbent quant à eux plus de carbone, car leur temps de croissance est plus long.
Les puits de carbone, s'ils sont mal gérés, peuvent devenir des sources de carbone. C'est le cas avec la déforestation ou encore la pollution des sols et des océans. Même s'il existe des puits de carbone artificiels, ils sont coûteux et difficiles à mettre en place. Il est donc important de réduire les émissions de CO2 à leur source et de ne pas se reposer sur les puits de carbone existants.
