目前碳捕集技術壹般分為燃燒前捕集、燃燒後捕集和富氧燃燒捕集三種。各有各的優勢，但各有各的技術難題需要解決，目前正在並行發展。哪家先有突破，以後就成了主流。
燃燒前捕集技術基於IGCC (Integrated Coal氣化聯合循環)技術:首先將煤氣化成清潔的氣體能源，使CO2在燃燒前被分離出來，不進入燃燒過程。而且CO2的濃度和壓力會增大，分離起來也很方便。是目前最便宜的捕獲技術，其前景被學術界看好。問題是傳統電廠無法應用這項技術，需要重建專門的IGCC電廠，建設成本是現有傳統電廠的兩倍以上。
燃燒後捕集可以直接應用於傳統電廠，北京高碑店熱電廠采用的就是這種技術路線。這種技術路線捕集傳統電廠煙氣中的CO2，投資相對較少。該技術有很多分支，可分為化學吸收、物理吸附、膜分離、化學鏈分離等。其中，化學吸收法被認為是市場前景最好、廠家重視程度最高的方法，但能耗和設備運行費用較高。
事實上，由於傳統電廠排放的CO2濃度和壓力較低，無論采用哪種燃燒後捕集技術，都很難降低能耗和成本。如果說燃燒前捕集技術建設成本高，運行成本低，那麽燃燒後捕集技術建設成本低，運行成本高。如果把CCS看成壹個系統，碳捕獲的成本占2/3，碳儲存的成本占1/3。與碳捕獲技術相比，碳封存技術更為成熟，主要有三種:海洋封存、油氣藏封存、氣藏封存。不同於碳捕集技術的多路線並行發展，碳匯技術有著明確的重點和明確的方向。
實施海洋封存有兩種潛在方式:壹種是通過固定管道或移動船只(壹般在1000m以下)將CO2註入水中溶解，另壹種是通過安裝在3,000m以下海底的固定管道或海岸平臺沈澱CO2，這裏CO2比水密度大，有望形成“湖泊”，從而延緩CO2在周圍環境中的分解。海洋儲存及其生態影響仍處於研究階段。
儲層封堵可分為廢棄儲層封堵和現有儲層封堵。國際上壹些企業正在研究利用廢棄油氣藏的可行性，但並不樂觀。主要原因是目前油氣藏的開采率只能達到30%-40%。隨著技術進步，開采剩余60%-70%的油氣資源成為可能。因此，世界上沒有真正意義上的廢氣油氣田。
利用現有油氣田進行CO2封存被認為是未來的主流方向。該技術被稱為CO2強化采油技術，即向油氣藏中註入CO2起到驅油作用，既能提高采收率，又能實現碳封存，兼顧經濟效益和減排效果。該技術起步較早，近10年發展迅速，實際應用效果得到肯定，也是我國優先發展的方向。
煤層氣儲氣技術是指將CO2註入深部煤層，以替代含有甲烷的煤層氣，因此該技術也是經濟的。但必須選在較深的煤層中，保證不會因開采而滲漏。中國與加拿大合作開發示範項目，投資高，效果好。問題是CO2進入氣層後會融化膨脹，使氣層的空隙變小，註入CO2會越來越困難，逐漸變得無法註入CO2。所以這項技術並不被科研人員看好。
效率
對人為和自然界類似情況的觀察和模型表明，保留部分在100年內很可能保持在99%以上，在191000年內也可能保持在99%以上。儲存在海洋中的二氧化碳的釋放將是漸進的，並將持續數百年。在礦石碳化的情況下，密封的CO2不會釋放到大氣中。
富氧燃燒捕集技術試圖結合前兩種技術的優點，使其可以用於傳統電廠，排放的CO2濃度和壓力也較高。由於該技術主要針對燃燒過程，因此也被視為燃燒中的捕集技術。與電廠直接利用空氣助燃的傳統燃燒技術不同，富氧燃燒利用非常高純度的氧氣助燃，同時給鍋爐加壓，使排放的CO2在濃度和壓力上與IGCC相似，燃燒後再由捕集技術捕集，減少了初期投資和捕集成本。然而，看似完美的解決方案有壹個巨大的技術難題——制氧成本過高，這也使得富氧燃燒捕集技術並沒有太大的經濟優勢。運輸成本在CCS技術體系中所占的比重相當小。主要有管道運輸和灌裝運輸兩種方式，技術上沒有問題。
管道輸送是壹種成熟的市場技術，也是輸送CO2最常用的方法。壹次性投資大，適用於運輸距離長，運輸量大的情況。充填運輸主要通過鐵路或公路進行，只適合短距離、小規模運輸，大規模使用不經濟。