Les sels de l'acide carbonique sont appelés carbonates et hydrogénocarbonates. Lorsque l'eau contenant du CO2 dissous est mise sous pression, il se forme une solution légèrement acide (formellement connue sous le nom de H2CO3). L'acide carbonique est un composé instable qui se décompose en eau et en dioxyde de carbone. De nombreux types de carbonates - également connus sous le nom de spaths - sont présents dans la nature, notamment dans des montagnes comme les Dolomites et les récifs coralliens.

Les carbonates sont les sels inorganiques et les esters organiques de l'acide carbonique, qui est un composé inorganique.

Il existe deux séries de sels qui dérivent de l'acide diphotonique (dibasique) :

• Les hydrogénocarbonates, également appelés carbonates primaires, de formule générale MIHCO3
• les carbonates secondaires, de formule générale MI2CO3. Les carbonates secondaires sont basés sur l'ion carbonate CO32- à double charge négative.

Les esters de l'acide carbonique ayant la formule structurelle générale R1-O-C(=O)-O-R2, dans laquelle R1 et R2 sont des radicaux alkyle ou aryle contenant du carbone, sont également appelés carbonates et sont décrits sous esters de l'acide carbonique. Les carbonates polymères ont la formule structurelle (O-R-O-C(=O)-)n

Les carbonates sont des sels ioniques et donc généralement des solides cristallins à température ambiante. Ils sont formés par la réaction d'une base et d'un acide, dans ce cas l'hydroxyde de sodium et l'acide carbonique. L'anion carbonate ne confère pas de couleur propre aux composés, de sorte que leur couleur peut être déterminée par le cation impliqué. Les carbonates sont inodores. À l'exception des carbonates alcalins, ils sont peu solubles dans l'eau, de sorte que la plupart des ions métalliques précipitent lors de la réaction avec les carbonates alcalins en solution aqueuse.

L'anion carbonate a une structure totalement plane, avec des angles de liaison de 120° entre les différents atomes d'oxygène. Les distances entre les trois atomes O et l'atome de carbone central sont égales et se situent, avec environ 130 pm, entre la longueur des liaisons simples C-O (143 pm) et des liaisons doubles C=O (123 pm).

Les carbonates sont omniprésents dans la nature et peuvent se présenter sous de nombreuses formes différentes.

Ce sont des minéraux fréquents, mais ils ne forment pas une classe minérale commune avec les nitrates, comme le suggère Strunz (9e édition). Les borates sont également classés dans la classe des carbonates selon la systématique de Dana, utilisée dans les pays anglophones. Un représentant important des carbonates est la witherite, un minéral de carbonate de baryum. La calcite, l'aragonite et la vaterite sont tous des minéraux de carbonate de calcium, et la sidérite (spath ferreux) est un minéral de carbonate de fer. L'azurite et la malachite sont des carbonates de cuivre basiques ; la magnésite est un carbonate de magnésium ; la rhodochrosite (carbonate de manganèse) est un carbonate de manganèse ; la gaylussite, la natrite et la pirssonite sont des carbonates de sodium ; la soude et le trona sont des composés du sodium ; la smithsonite (spath de zinc) est un carbonate de zinc ; la bastnaésite est utilisée pour extraire les métaux des terres rares des gisements de minerais. La dolomite (carbonate de calcium et de magnésium) et la "potasse" (carbonate de potassium), qui n'existe dans la nature que sous forme de mélange, sont d'autres exemples de ces minéraux.

L'hydrosphère contient de grandes quantités de carbonates dissous dans les océans, les lacs et les rivières. Ces carbonates sont utilisés par presque tous les organismes vivants comme substances de structure. D'un point de vue géologique, les sédimentites (calcaires) sont plus fréquentes que les métamorphites ou les roches magmatiques (carbonatites).