湿地占地球陆地面积的6%，却拥有陆地生物圈碳素的35%。湿地是全球最大的碳库，碳总量约770亿t，超过农业生态系统（150亿t）、温带森林（159亿t）和热带雨林（428亿t）。因此，湿地在全球碳循环中起着重要作用。

    湿地，尤其是温带和热带泥炭地，是温室气体（碳）储存库。湿地储存的碳总量约770亿t，其中泥炭地储存的碳量约为540亿t。

    湿地也是温室气体的重要释放源。湿地中有机残体的分解过程产生大量的有机气体，其中最重要的是二氧化碳和甲烷。这些气体绝大多数直接进入大气中。全球天然湿地每年释放的甲烷约为10-20亿t，全球水田每年甲烷的释放量约为2-15亿t，它们分别占全球总释放量的22%和11%。如果温度升高、降雨减少或土地管理措施引起湿地土壤变化，这些碳库就会源源不断的向大气层释放大量的二氧化碳和其它温室气体。例如，最近几十年，由于全球气候变化和人为活动等原因，若尔盖高原泥炭地出现退化，并造成了碳素的大量释放。从全球角度看，如果沼泽全部排干，则碳的释放量相当于目前森林砍伐和化石燃料燃烧排放量的35-50%。

    同时，湿地是温室气体的“汇”。从气候变化来看，泥炭地，特别是北半球泥炭地，由于在盛行厌氧条件下，极大限制了营养物质的转化和有机物质的分解，所以，尽管初级净生产量很低，但碳的储量仍不断增长。沼泽湿地泥炭的积累是二氧化碳循环的一个重要环节。预计全球泥炭地碳沉积量为0.1亿t/a。除此之外，沿海湿地和红树林也被认为是碳吸收最重要海洋生态系统。据估计，酸沼是全球的温室气体重要吸收汇，吸纳量约为1亿t/a。最近，湿地国际进行的一项研究揭示，湿地吸收碳的能力要远远超过森林的能力。