Forskare säger att idén är ekonomiskt konkurrenskraftig med högteknologiska projekt för avskiljning och lagring av koldioxid.
Men kritiker säger att idén kan ha oförutsedda, negativa effekter inklusive att driva upp livsmedelspriserna.
Forskningen har publicerats i tidskriften Earth System Dynamics.
Jatropha curcas är en växt som har sitt ursprung i Centralamerika och är mycket väl anpassad till hårda förhållanden inklusive extremt torra öknar.
Den odlas redan som biobränsle i vissa delar av världen eftersom dess frön kan producera olja.
I denna undersökning visade tyska forskare att en hektar jatropha kunde fånga upp upp till 25 ton koldioxid från atmosfären varje år. Forskarna baserade sina beräkningar på träd som för närvarande växer i försöksytor i Egypten och i Negevöknen.
"Resultaten är överväldigande", säger professor Klaus Becker, från universitetet i Hohenheim i Stuttgart.
"Det fanns god tillväxt, en bra respons från dessa växter. Jag känner att det inte blir några problem att prova det i en mycket större skala, till exempel 10 000 hektar i början, sa han.
Enligt forskarna skulle en plantage som skulle täcka tre procent av den arabiska öknen absorbera all koldioxid som produceras av bilar och lastbilar i Tyskland under en 20-årsperiod.
Vetenskapsmännen säger att en viktig del av planen skulle vara tillgången till avsaltningsanläggningar. Detta innebär att till en början skulle alla planteringar begränsas till kustområden.
De hoppas kunna utveckla större prövningar i ökenområden i Oman eller Qatar. Prof Becker säger att till skillnad från andra projekt som bara uppväger det kol som människor producerar, kan plantering av jatropa vara en bra, kortsiktig lösning på klimatförändringarna.
"Jag tycker det är en bra idé eftersom vi verkligen tar ut koldioxid ur atmosfären - och det är helt annorlunda mellan att utvinna och förebygga."
Enligt forskarnas beräkningar skulle kostnaderna för att begränsa koldioxiden genom plantering av träd uppgå till mellan 42 och 63 euro per ton. Detta gör den konkurrenskraftig med andra tekniker, såsom den mer högteknologiska avskiljning och lagring av koldioxid (CCS).
Ett antal länder håller för närvarande på att pröva denna teknik, men den har ännu inte utnyttjats kommersiellt.
Växande jatropa inte bara suger upp CO2 men har andra fördelar. Växterna skulle bidra till att göra ökenområden mer beboeliga, och växtens frön kan skördas för biobränsle säger forskarna, ger en ekonomisk avkastning.
"Jatropha är idealisk för att förvandlas till biokerosen - det är ännu bättre än biodiesel", säger Prof Becker.
Men andra experter på detta område är inte övertygade. De pekar på att ett stort antal jatropa träd planterades för biobränsle 2007 och 2008, särskilt i Afrika. Men många av dessa projekt slutade med tårar, eftersom växterna inte var särskilt framgångsrika när det gällde att klara av torra förhållanden.
Lucy Hurn är biodrivmedel kampanjchef för välgörenhet, Actionaid. Hon säger att medan jatropha en gång sågs som det stora, gröna hoppet var verkligheten mycket annorlunda.
"När jatropha introducerades sågs det som en mirakel gröda, det skulle växa på scrubland eller marginell mark," sade hon.
"Men det finns ofta människor som behöver marginalmark för att beta sina djur, de får mat från det området - vi skulle inte klassa marken som marginell."
Hon påpekade att jatrofa är mycket giftigt och kan förorena det land som den odlas på, även i en öken. Och hon var också bekymrad över att idén var rättvis.
"Det är fortfarande någon annans mark. Varför gå in och odla dessa massiva plantager för att ta itu med ett problem dessa människor faktiskt inte orsakar?"
Följ Matt på Twitter.
Forskare säger att plantering av ett stort antal jatropa träd i ökenområden kan vara ett effektivt sätt att begränsa utsläppen av koldioxid.