Dependendo das suas características e circunstâncias locais, as florestas podem desempenhar diferentes papéis no ciclo do carbono, desde os emissores líquidos até aos sumidouros líquidos de carbono. As florestas sequestram carbono capturando o dióxido de carbono da atmosfera e transformando-o em biomassa através da fotossíntese. O carbono sequestrado é então acumulado sob a forma de biomassa, madeira morta, lixo e em solos florestais. A libertação de carbono dos ecossistemas florestais resulta de processos naturais (respiração e oxidação) bem como de resultados deliberados ou não intencionais de actividades humanas (isto é, colheita, incêndios, desflorestação).
A contribuição das florestas para os ciclos de carbono tem de ser avaliada tendo também em conta a utilização de madeira colhida, por exemplo produtos de madeira que armazenam carbono durante um determinado período de tempo, ou geração de energia libertando carbono na atmosfera.
Nos casos em que o balanço líquido das emissões de carbono pelas florestas é negativo, ou seja, prevalece o sequestro de carbono, as florestas contribuem para mitigar as emissões de carbono, actuando como reservatório de carbono e como ferramenta para sequestrar carbono adicional. Nos casos em que o saldo líquido das emissões de carbono é positivo, as florestas contribuem para aumentar o efeito de estufa e as alterações climáticas.
As florestas e o seu papel no ciclo do carbono são afectados pelas alterações das condições climáticas. As evoluções da precipitação e da temperatura podem ter impactos prejudiciais ou benéficos na saúde e produtividade das florestas, que são muito complexos de prever. Dependendo das circunstâncias, as alterações climáticas reduzirão ou aumentarão o sequestro de carbono nas florestas, o que causa incerteza quanto à medida em que as florestas mundiais poderão contribuir para a mitigação das alterações climáticas a longo prazo. As actividades de gestão florestal têm o potencial de influenciar o sequestro de carbono, estimulando certos processos e atenuando os impactos de factores negativos.
Os ecossistemas florestais na União Europeia desempenham múltiplos papéis significativos, incluindo o sequestro de carbono. Estima-se que a biomassa florestal nos países da UE27 contém 9,8 mil milhões de toneladas de carbono (tC). O total de emissões de CO2 dos países da UE27 em 2004 foi de 1,4 mil milhões de toneladas de carbono. Isto significa que a quantidade de carbono emitida anualmente pela UE27 equivale a quase um sétimo do carbono armazenado nas florestas da UE27. Como resultado, o valor atribuído às florestas na UE pode ser visto como uma forma viável de mitigar as emissões de GEE através de sumidouros e sequestro de carbono.
Na região da UNECE como um todo, o stock de carbono nos ecossistemas florestais está a aumentar. Desde 1990, o stock total de carbono florestal na Europa aumentou 2 mil milhões de toneladas, ou seja, uma média de 137 milhões de toneladas de carbono por ano. As principais razões para este aumento são políticas e legislações que asseguram que as remoções de madeira não excedam o incremento, bem como as taxas de crescimento florestal que têm aumentado em muitos tipos de floresta. As florestas e outros terrenos arborizados nos países da UNECE cobrem quase 1,9 mil milhões de hectares, localizados na América do Norte, Europa (incluindo território da Federação Russa), Cáucaso e Ásia Central . De acordo com a Avaliação dos Recursos Florestais da FAO, o teor total de carbono nos ecossistemas florestais para o ano 2005 foi de 638 Gt C (1 Gt C equivale a 1 bilião de toneladas métricas de carbono). As estimativas da FAO mostram que as florestas na região UNECE representam aproximadamente 40 por cento de todo o carbono contido nas florestas. Uma característica importante que distingue o estoque de carbono da região é uma proporção relativamente elevada de carbono armazenado nos solos, quase metade do total.
Em números relativos, em 2005, a América do Norte tinha um estoque estimado de 118 toneladas de carbono por hectare (inclui carbono em biomassa viva, madeira morta, lixo e solo). A Europa tinha quase 177 toneladas de reservas de carbono por hectare. Uma tendência de 1990 a 2005 mostra que muitos países europeus e os E.U.A. reportaram aumentos significativos do stock total de carbono. As tendências mostram um aumento das reservas de carbono em muitos países da região da UNECE, e as florestas geridas de forma sustentável poderiam continuar a armazenar ainda mais carbono, contribuindo assim para a mitigação das alterações climáticas.