Les arbres ne libèrent du dioxyde de carbone que lors de la respiration cellulaire, processus par lequel les plantes utilisent l'oxygène pour décomposer le glucose et produire de l'énergie. Ils le font continuellement mais à des rythmes inférieurs par rapport à la photosynthèse.
Ainsi, les arbres dégagent de l’oxygène pendant la journée lorsqu’il y a du soleil, et ils libèrent un mélange d’oxygène et de dioxyde de carbone la nuit ou dans l’obscurité lorsqu’il n’y a pas de soleil. Pendant la journée, le taux de photosynthèse dépasse le taux de respiration cellulaire, ce qui entraîne une libération nette d'oxygène. Pendant la nuit, le taux de respiration cellulaire dépasse le taux de photosynthèse, libérant une quantité nette de dioxyde de carbone.