全球二氧化碳监测科学实验卫星，简称碳卫星，是中国的一颗人造地球卫星，用于监测全球二氧化碳浓度，进而监测全球各国二氧化碳排放量，以实现减少碳排放、控制全球变暖的目的。项目由中华人民共和国科技部于2010年立项，中国科学院国家空间科学中心抓总研制；卫星系统由中国科学院微小卫星创新研究院负责，有效载荷由中国科学院长春光学精密机械与物理研究所研制，地面数据接收处理和应用则由中国气象局国家卫星气象中心负责。
碳卫星是继2009年日本发射的温室气体观测卫星（GOSAT）和2014年美国发射的在轨碳观测台2号（英语：Orbiting Carbon Observatory 2）（OCO-2）之后，全球第三颗专门用于在轨二氧化碳观测（英语：Space-based Measurements of Carbon Dioxide）的人造地球卫星。
碳卫星搭载了2台有效载荷，分别是高光谱二氧化碳探测仪和多谱段云与气溶胶探测仪。
碳卫星在海洋上空与陆地上空的观测模式不同。海洋上空利用太阳在海面上的镜面反射提高信噪比，称为“耀斑观测模式”。而在陆地上空没有镜面反射，需要利用地面的漫反射特性，称为“天底探测模式”。除此以外，卫星还需要进行对日、对月、对地定标，因此观测过程中卫星需要不断变换姿态。
