La fuga de carbono es el aumento en las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en un país como resultado de la reducción de estas emisiones en un segundo país con una política climática más estricta.[1]​
La fuga de carbono puede ocurrir por varias razones:

Si la política de emisiones de un país eleva allí los costes, entonces otro país con una política más laxa puede tener una ventaja comercial. Si permanece la demanda de los bienes producidos a costa de estas emisiones, las empresas pueden decidir deslocalizar la producción  al país más barato, y las emisiones mundiales no se reducirán. Para disminuir la actual emergencia climática, no vale reducir las emisiones en un país si aumentan en otro, porque todos los países comparten la misma atmósfera, en la que se vierten esas emisiones que causan el efecto invernadero.[2]​
Si las políticas ambientales en un país imponen una tasa sobre ciertos combustibles o productos, entonces la demanda puede disminuir y caer su precio. Los países que no aplican esa tasa pueden entonces asumir esa disminución de la demanda, con lo que la producción (y las emisiones que lleva aparejadas) será igual.[2]​Debe aclararse que, en la expresión "fuga de carbono", carbono significa en realidad "emisiones de gases de efecto invernadero"[2]​ (esto se detalla en Neutralidad de carbono). Asimismo se ha empleado la palabra "fuga", traducción del inglés leakage, con un significado muy distinto del habitual (escape).[3]​ No es que el dióxido de carbono se escape de un país para salir por otro, sino que las medidas impuestas por el primer país hacen que allí se emita menos, mientras que en el segundo, sin esas medidas, se emite más.
No hay consenso sobre la magnitud de los efectos de fuga a largo plazo.[4]​ Esto es importante para el problema del cambio climático.
La fuga de carbono es un tipo de efecto indirecto (spillover, derrame). Los efectos indirectos pueden ser positivos o negativos;[5]​ por ejemplo, la política de reducción de emisiones en países desarrollados podría conducir a desarrollos tecnológicos que ayuden a las reducciones en otros países más allá de lo previsto por esa política.[2]​
«La fuga de carbono se define como el aumento de las emisiones de CO2 fuera de los países que toman medidas de mitigación del cambio climático dividido por la reducción de las emisiones de estos países».[6]​ Se expresa en porcentaje, y puede ser mayor o menor del 100 %. Su cálculo es complejo e incierto porque, si bien hay datos de reducción de emisiones de muchos países (y aumento en otros) a lo largo del tiempo, resulta muy complicado demostrar que determinadas reducciones en unos países son la causa de aumentos en otros. El experto Pedro Hinojo califica de «casi imposible» su estimación empírica.[2]​
La fuga de carbono puede ocurrir a través de cambios en los patrones comerciales, y eso a veces se mide como el balance de emisiones incorporadas en el comercio (BEET por sus siglas en inglés).[7]​
No debe confundirse la fuga de carbono (carbon leakage) con la compensación de carbono (carbon offset). En la fuga, la reducción de emisiones en un país queda anulada por el posterior aumento en otro, mientras que en la compensación, una emisión en un lugar se equilibra posteriormente, en un lugar distinto (pero puede ser del mismo país) con una reducción de emisiones o aumento de la fijación del dióxido de carbono (generalmente plantando o ampliando bosques).