碳稅作為環(huán)境稅的一種，其征收的理論基礎(chǔ)與環(huán)境稅是一致的。從理論的形成和發(fā)展來(lái)看，主要有以下理論基礎(chǔ)：

       環(huán)境的負(fù)外部性，也稱外部負(fù)效應(yīng)或外部不經(jīng)濟(jì)，不僅包括生產(chǎn)中，而且包括在消費(fèi)中。從生產(chǎn)來(lái)看，整個(gè)生態(tài)環(huán)境是自由財(cái)富，在對(duì)環(huán)境的污染和破壞不征稅的情況下，企業(yè)不負(fù)擔(dān)污染和破壞環(huán)境的社會(huì)成本，這樣會(huì)導(dǎo)致企業(yè)在追求利益最大化的過(guò)程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污破壞。解決生產(chǎn)的外部不經(jīng)濟(jì)問(wèn)題就是要求企業(yè)為污染和破壞環(huán)境付出代價(jià)。而從消費(fèi)來(lái)看，一種消費(fèi)品如果在消費(fèi)過(guò)程中對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了消極作用，而產(chǎn)品價(jià)格中只包括了通過(guò)市場(chǎng)機(jī)制形成的成本，消費(fèi)者沒(méi)有未使用過(guò)程中的這種副作用付出相應(yīng)的代價(jià)，就形成了消費(fèi)中的負(fù)外部性，消費(fèi)的外部性會(huì)導(dǎo)致無(wú)效率的結(jié)果。

       英國(guó)經(jīng)濟(jì)學(xué)家庇古（Pigou）接受了外部性理論，他認(rèn)為要使環(huán)境外部成本內(nèi)在化，需要政府采取稅收或者補(bǔ)貼的形式來(lái)對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行干預(yù)。庇古詳盡地分析了邊際私人凈產(chǎn)值與邊際社會(huì)凈產(chǎn)值背離的原因，建議對(duì)邊際私人純產(chǎn)值大于邊際社會(huì)純產(chǎn)值的部門(mén)征稅，對(duì)邊際私人純產(chǎn)值小于邊際社會(huì)純產(chǎn)值的部門(mén)實(shí)行補(bǔ)貼。通過(guò)這種征稅和補(bǔ)貼，就可以導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)資源從邊際私人純產(chǎn)值小的地方轉(zhuǎn)移到邊際私人純產(chǎn)值大的地方，以減少邊際私人純產(chǎn)值與邊際社會(huì)純產(chǎn)值之間的差距，其結(jié)果將使經(jīng)濟(jì)福利增加。

       政府根據(jù)污染所造成的危害對(duì)排污者收稅，以稅收形式彌補(bǔ)私人成本和社會(huì)成本之間的差距，將污染的成本加到產(chǎn)品的價(jià)格中去，這種稅又被稱之為“庇古稅”（Pigovian Taxes）。從經(jīng)濟(jì)學(xué)的意義分析，“庇古稅”所偏重的是效率原則，從中性立場(chǎng)出友，引導(dǎo)資源配置優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)帕累托最優(yōu)（Paretocriterion）。相比較而言，“庇古稅”較之其他控制手段，如排污標(biāo)準(zhǔn)、罰款，在同樣的排污控制量的情況下，成本相對(duì)要低。

        “污染者付費(fèi)原則”的提出是為了解決污染者的環(huán)境責(zé)任問(wèn)題，即環(huán)境外部成本該由誰(shuí)來(lái)負(fù)擔(dān)。污染者付費(fèi)，就是由污染者承擔(dān)因其污染所引起的損失，即污染費(fèi)用。這種觀念形成于20 世紀(jì)60 年代末期。其出發(fā)點(diǎn)是，商品或勞務(wù)的價(jià)格應(yīng)充分體現(xiàn)生產(chǎn)成本和耗用的資源，包括環(huán)境資源。因此，污染所引起的外部成本，有必要使其內(nèi)在化，而由污染者承擔(dān)。一般污染費(fèi)用有兩種衡量標(biāo)準(zhǔn)：一是防治費(fèi)用，即控制、清除和預(yù)防污染的防治費(fèi)用；二是補(bǔ)償費(fèi)用，即補(bǔ)償因污染所引起的全部損失的費(fèi)用。

       環(huán)境是一種有非競(jìng)爭(zhēng)性（一個(gè)消費(fèi)者的消費(fèi)不影響其他消費(fèi)者的消費(fèi)）和非排他性（不能把其他受益者排除在外）的公共產(chǎn)品。由于公共產(chǎn)品具有非競(jìng)爭(zhēng)性和非排他性的特征，只要在技術(shù)上不能將非付費(fèi)者排除在受益人之外或者將其排除在外的成本明顯過(guò)高，搭便車(chē)現(xiàn)象就普遍存在，即不承擔(dān)成本仍可以享受利益。結(jié)果是公共產(chǎn)品難以出售，公共產(chǎn)品的市場(chǎng)提供機(jī)制不完全，由市場(chǎng)提供的公共產(chǎn)品明顯不足，需要通過(guò)非市場(chǎng)力量－即由政府負(fù)責(zé)提供，政府提供公共產(chǎn)品的資金來(lái)自征稅，用稅收收入來(lái)生產(chǎn)或購(gòu)買(mǎi)公共產(chǎn)品（包括供適宜生存和生活的環(huán)境）。

       目前我國(guó)環(huán)境惡化的速度不斷加快，環(huán)境治理成本越來(lái)越高，環(huán)境惡化到一定程度具有不可逆性，即無(wú)法恢復(fù)或恢復(fù)成本過(guò)高，所以我們不能走先污染后治理的道路。政府提供適宜生存和生活環(huán)境的公共服務(wù)的資金來(lái)自政府收入，碳稅的稅收收入在降低能源耗費(fèi)數(shù)量的同時(shí)又可以為政府提供環(huán)境這一公共產(chǎn)品提供資金。