20世纪中后期，环境问题日益严峻，防止气候变暖成了全人类共同关心的议题。为此，世界各国开展了广泛的国际合作，形成了以《联合国气候变化框架公约》（UNFCCC）和《京都议定书》（KP）为法律基础的多边环境协定，确立了发达国家量化的限制和减排的承诺。在此背景下，美国和欧盟单边通过了包含碳关税的一系列法案。而欧盟决定自2012年1月1日起对所有在欧盟成员国机场抵离的航班征收碳排放税，则使碳关税由制度设想走向了实践。发达国家提出对进口产品征收碳关税，本质是以环境保护名义来实行贸易保护，这对发展中国家是极为不利的。本文以WTO为视角分析了碳关税的合法性。从WTO基本原则来看，碳关税的合法性主要取决于其是否违反非歧视原则。即使违反，它还可以从GATT第20条例外条款中寻找合法性依据。通过分析，最终得出结论，碳关税本身并不当然违法，但并不代表碳关税的实施也是合法的。我国应对碳关税的措施分为两个层面。从国际层面上来讲，建议进一步完善特殊与差别待遇条款、通过WTO争端解决机构来审查碳关税的合法性，同时主张在后京都协议中规制碳关税；从国内层面上来讲，可以建立国内的碳税制度或者排放权交易制度。