I sali dell'acido carbonico sono chiamati carbonati e idrogenocarbonati. Quando l'acqua contenente CO2 disciolta viene pressurizzata, si forma una soluzione debolmente acida (formalmente nota come H2CO3). L'acido carbonico è un composto instabile che si decompone in acqua e anidride carbonica. In natura si trovano molti tipi di carbonati, noti anche come scisti, tra cui montagne come le Dolomiti e barriere coralline.

I carbonati sono sali inorganici ed esteri organici dell'acido carbonico, che è un composto inorganico.

Esistono due serie di sali derivati dall'acido difotonico (dibasico):

• I carbonati di idrogeno, noti anche come carbonati primari, con formula generale MIHCO3
• Carbonati secondari, con formula generale MI2CO3. I carbonati secondari si basano sullo ione carbonato doppio con carica negativa CO32-.

Gli esteri dell'acido carbonico con la formula strutturale generale R1-O-C(=O)-O-R2, dove R1 e R2 sono radicali alchilici o arilici contenenti carbonio, sono noti anche come carbonati e sono descritti alla voce esteri dell'acido carbonico. I carbonati polimerici hanno la formula strutturale (O-R-O-C(=O)-)n

I carbonati sono sali ionici e quindi generalmente solidi cristallini a temperatura ambiente. Si formano dalla reazione di una base e di un acido, in questo caso idrossido di sodio e acido carbonico. L'anione carbonato non conferisce ai composti il proprio colore, quindi il loro colore può essere determinato dal catione coinvolto. I carbonati sono inodori. Ad eccezione dei carbonati alcalini, sono solo leggermente solubili in acqua, per cui la maggior parte degli ioni metallici precipita quando reagisce con i carbonati alcalini in soluzione acquosa.

L'anione carbonato ha una struttura completamente planare, con angoli di legame di 120° tra i singoli atomi di ossigeno. Le distanze tra tutti e tre gli atomi di O e l'atomo di carbonio centrale sono uguali e, con circa 130 pm, si collocano tra la lunghezza dei legami singoli C-O (143 pm) e i doppi legami C=O (123 pm).

I carbonati sono onnipresenti in natura e possono presentarsi in molte forme diverse.

Sono minerali comuni, ma non formano una classe minerale comune con i nitrati, come suggerisce Strunz (9a edizione). I borati sono anche classificati nella classe dei carbonati secondo il sistema di classificazione di Dana, comunemente utilizzato nel mondo anglosassone. Un importante rappresentante dei carbonati è la witherite, un minerale di carbonato di bario. La calcite, l'aragonite e la vaterite sono tutti minerali di carbonato di calcio, mentre la siderite (ferro spar) è un minerale di carbonato di ferro. L'azzurrite e la malachite sono carbonati basici di rame; la magnesite è un carbonato di magnesio; la rodocrosite (scaglia di manganese) è un carbonato di manganese; la gaylussite, la natrite e la pirssonite sono carbonati di sodio; la soda e il trona sono composti del sodio; la smithsonite (scaglia di zinco) è un carbonato di zinco; la bastnäsite è utilizzata per estrarre i metalli delle terre rare dai depositi minerari. La dolomite (carbonato di calcio e magnesio) e la "potassa" (carbonato di potassio), presente in natura solo come miscela, sono altri esempi di questi minerali.

L'idrosfera contiene grandi quantità di carbonati disciolti negli oceani, nei laghi e nei fiumi. Questi carbonati sono utilizzati da quasi tutti gli organismi viventi come sostanze per l'impalcatura. Da un punto di vista geologico, le sedimentiti (calcare) sono più comuni delle rocce metamorfiche o magmatiche (carbonatite).