Углекислый газ является важнейшим антропогенным парниковым газом, требующим непрерывного контроля за изменчивостью его содержания в атмосфере. В настоящее время мониторинг содержания углекислого газа осуществляется с помощью различных дистанционных и локальных методов. Спутниковые методы позволяют исследовать пространственные и временные вариации углекислого газа в районе мегаполисов, где присутствуют его разнообразные антропогенные источники, локализовать отдельные районы источников и даже оценить интенсивности их эмиссий. В настоящей работе проведены исследования мезомасштабных пространственных и временных вариаций содержания углекислого газа в окрестностях Москвы в течение 2014–2018 гг. Для анализа были использованы измерения надирным прибором, находящимся на борту спутника ОСО-2 и измеряющим солнечное излучение в ближней ИК-области спектра. Обнаружены значительные пространственные и временные вариации углекислого газа в районе московского мегаполиса, обусловленные наличием многочисленных антропогенных источников. По спутниковым данным, полная амплитуда пространственно-временных вариаций среднего для сухой атмосферы отношения смеси углекислого газа за рассматриваемый период составила 70 ppm, превысив 17 % от среднего. Максимальные пространственные вариации среднего отношения смеси углекислого газа в течение одного дня наблюдений составили 50,1 ppm, превысив 13 %.