各國得到的總配額中，包括用于拍賣的部分，以及用于免費分配的部分。在EU-ETS第三階段，國家內分配相對于前兩個階段，主要呈現出兩個特征：拍賣分配的占比提高，以及免費分配規則從“歷史法”向“基線法”乃至“動態調整”分配方法的轉變。
EU-ETS 的一、二階段中，
碳排放權的免費分配占據了絕對的主導地位，而受限于排放信息與數據基礎的不足，具體分配方法上主要遵循“歷史排放法”，即根據減排單位的歷史碳排放量確定其在總碳排放權分配中的份額。而在第三階段，碳排放配額的免費分配由“產出基線法”為主，具體而言是以一個能代表其部門效率最優的10%的企業生產效率為基準，乘以相應行業中各企業的歷史產出及調整系數，來確定企業實際能分配到的免費配額。由于“歷史排放法”根據歷史排放量確定免費配額，因而會產生“鞭打快牛”的效應，對已經采取減排措施的企業不利；“基線法”則可以有效地避免這一問題。另外，與“歷史法”相比，“基線法”更傾向于激勵企業通過提高生產效率來實現減排目標，有利于促進長期環境與經濟目標的協調。此外，“歷史法”基于歷史排放確定配額，不利于高成長的企業與行業，也限制了新的企業進入市場；而“基線法”所確定的基準對原有產能與新增產能一視同仁，能夠很好地兼容產能擴張與新增企業。
但執行“基線法”的問題在于數據需求量大，需要企業乃至設備層級的生產能耗與碳排放記錄，以及詳細的產品產量數據等，因此在
碳市場發展初期采用“基線法”分配難度較大。此外，由于“歷史法”和“基線法”都是基于歷史數據來事前分配碳排放權，具有調整的滯后性，無法對市場總體形勢的變化做出及時的反應。因此在EU-ETS第三階段提出了碳排放權分配的動態調整機制。歐盟委員會對各行業設定一個活動水平臨界值（ALT）作為調整系數，對于生產規模低于該水平的企業，則調低或者取消其配額；對新設企業或者新增產能，也根據ALT確定是否對其免費發放配額。ALT的目的在于根據企業產能的擴張或縮減、廠商新設或關閉等等情況調整免費碳排放權的分配，從而降低由經濟危機導致的免費碳排放權的過度配給。
第三階段在分配機制上更核心的改革，在于增大用于拍賣的碳排放權份額，從第一、二階段的最多10%，提升到最少30%，且計劃2020年達到70%。而電力行業自2013年起不再分配免費的配額，而全部需要通過拍賣獲得。一般認為拍賣是經濟效率最高的分配方式，可以增加分配過程的透明度，避免特定行業因分配不當獲得超額利潤，使新的市場準入者和發展迅速的經濟體與現有的裝置獲得同等的競爭機會，也最好地體現了“污染者付費”的原則，使提早實施減排措施的企業處于競爭的有利地位。此外，由于政府和企業存在嚴重的信息不對稱，企業掌握著其減排潛力和減排成本的大量私人信息，通過拍賣可以部分改變政府和企業的信息不對稱程度，有利于發現市場價格。
由于拍賣分配對企業而言增加了其直接的成本，因而執行阻力較大。EU-ETS第一、二階段盡量選擇各個利益方均能接受的方法和規則，確保排放交易機制盡快建立。而到了第三階段，經歷7年的運行后EU-ETS運行規則已經為廣大企業所熟悉，企業已經逐漸樹立了碳排放需要付費的觀念，歐盟才逐漸將效率作為分配的首要原則，推進向拍賣為主分配排放權的方式過渡。
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