Der Emissionshandel funktioniert nach dem Prinzip "Cap and Trade". Mit der staatlich festgelegten Obergrenze (Cap) wird entschieden, wie viel von den regulierten Unternehmen insgesamt höchstens emittiert werden dürfen. Ein klimapolitisch anspruchsvolles Cap sorgt dafür, dass ein knappes Gut wird und sich durch den Handel (Trade) am Markt ein Preis für CO2 bildet, der den Unternehmen einen Anreiz setzt, in mehr zu investieren. Denn wenn es kostengünstiger ist, eine Tonne CO2-Äq zu vermeiden, als eine zu kaufen, lohnt es sich, technische Maßnahmen zur Emissionsreduzierung vorzunehmen.
Im Gegensatz zu starren Gesetzesvorgaben, die zu unterschiedlich hohen Kosten für die betroffenen Unternehmen führen, bietet ein marktbasiertes Instrument wie der Emissionshandel Unternehmen Spielraum für eigene Entscheidungen. Sie können selbst entscheiden, ob sie reduzieren oder Berechtigungen zukaufen. Hieraus entstehen auch volkswirtschaftliche Vorteile, weil die Vermeidung von Emissionen vorwiegend von denjenigen Unternehmen umgesetzt wird, welche die geringsten Vermeidungskosten aufweisen.
Aus klimapolitischer Sicht ist ein weiterer Vorteil des Emissionshandels, dass die maximale Emissionsmenge, die zu einem bestimmten Zeitpunkt nur noch emittiert werden darf, festgeschrieben wird (Cap), das dann nicht überschritten werden kann. Zusammenfassend zeichnet sich der Emissionshandel damit im Wesentlichen dadurch aus, dass er gesetzte Umweltziele sicher und zu den volkswirtschaftlich günstigsten Kosten erreichen kann. Außerdem erzeugen die Einnahmen aus dem Emissionshandel erhebliche finanzielle Spielräume zur aktiven wirtschafts- und gesellschaftspolitischen Flankierung der Transformation zur Klimaneutralität. Allerdings haben andere Instrumente, wie Ordnungsrecht oder Förderpolitiken, wiederum eigene Vorteile. In der Praxis kommt daher ein Instrumentenmix zum Einsatz.