O aumento das emissões de CO2 tem intensificado o aquecimento global, exigindo estratégias de mitigação e adaptação ao novo clima. Os impactos do aquecimento global nas grandes cidades podem ser atenuados por meio de estratégias eficazes de arborização urbana, que desempenham um papel importante no sequestro e estocagem de carbono. Para melhor compreender esse processo, este estudo teve como objetivo estimar a quantidade de carbono estocado nas áreas verdes do Campus da PUC-Rio, além de avaliar o potencial de estoque que essas áreas poderiam alcançar por meio de um manejo adequado. O cálculo da biomassa e a quantificação do carbono consideraram: equações alométricas, a densidade média da madeira por espécie, além de dados estruturais como o diâmetro à altura do peito e a altura total das árvores. A estimativa de estoque de carbono no Campus foi de 709tC, com uma relação de 53,7tC/ha. As três espécies que mais contribuem para o estoque total são exóticas e apresentam alta densidade populacional: Artocarpus heterophyllus (620 indivíduos; 28 porcento do total), Mangifera indica (66 indivíduos; 13 porcento) e Syzygium cumini (61 indivíduos; 7,4 porcento). No entanto, a quarta espécie com maior contribuição é nativa: Cariniana legalis, com apenas sete indivíduos, representando 4,4 porcento do estoque total e classificada com grau de ameaça Em perigo. Ações de manejo podem elevar o estoque de carbono em cerca de 30 porcento, otimizando simultaneamente o sequestro e a biodiversidade local. Considerando que muitas áreas verdes urbanas apresentam características semelhantes às do Campus da PUC-Rio, estes resultados geram informações relevantes para subsidiar estudos e programas de gestão urbana, com grande foco na ampliação de serviços ecossistêmicos na Mata Atlântica.