Os sais do ácido carbônico são chamados de carbonatos e carbonatos de hidrogênio. Quando a água contendo CO2 dissolvido é pressurizada, forma-se uma solução fracamente ácida (formalmente conhecida como H2CO3). O ácido carbônico é um composto instável que se decompõe em água e dióxido de carbono. Muitos tipos de carbonatos - também conhecidos como spar - são encontrados na natureza, incluindo montanhas como as Dolomitas e recifes de coral.

Os carbonatos são os sais inorgânicos e os ésteres orgânicos do ácido carbônico, que é um composto inorgânico.

Há duas séries de sais derivados do ácido difotônico (dibásico):

• Carbonatos de hidrogênio, também conhecidos como carbonatos primários, com a fórmula geral MIHCO3
• Carbonatos secundários, com a fórmula geral MI2CO3. Os carbonatos secundários baseiam-se no íon carbonato de carga negativa dupla CO32-.

Os ésteres de ácido carbônico com a fórmula estrutural geral R1-O-C(=O)-O-R2, em que R1 e R2 são radicais alquila ou arila contendo carbono, também são conhecidos como carbonatos e são descritos em ésteres de ácido carbônico. Os carbonatos poliméricos têm a fórmula estrutural (O-R-O-C(=O)-)n

Os carbonatos são sais iônicos e, portanto, geralmente sólidos cristalinos em temperatura ambiente. Eles são formados pela reação de uma base e um ácido, nesse caso, hidróxido de sódio e ácido carbônico. O ânion carbonato não dá aos compostos sua própria cor, portanto, sua cor pode ser determinada pelo cátion envolvido. Os carbonatos são inodoros. Com exceção dos carbonatos alcalinos, eles são apenas ligeiramente solúveis em água, de modo que a maioria dos íons metálicos precipita quando reage com carbonatos alcalinos em solução aquosa.

O ânion carbonato tem uma estrutura completamente plana, com ângulos de ligação de 120° entre os átomos de oxigênio individuais. As distâncias entre todos os três átomos de O e o átomo de carbono central são as mesmas e, em torno de 130 pm, ficam entre o comprimento das ligações simples C-O (143 pm) e as ligações duplas C=O (123 pm).

Os carbonatos são onipresentes na natureza e podem ocorrer em muitas formas diferentes.

Eles são minerais comuns, mas não formam uma classe mineral comum com os nitratos, como sugere Strunz (9ª edição). Os boratos também são categorizados na classe dos carbonatos de acordo com o sistema de classificação de Dana, que é comumente usado no mundo de língua inglesa. Um importante representante dos carbonatos é a witherita, um mineral de carbonato de bário. A calcita, a aragonita e a vaterita são todos minerais de carbonato de cálcio, e a siderita (longarina de ferro) é um mineral de carbonato de ferro. A azurita e a malaquita são carbonatos básicos de cobre; a magnesita é um carbonato de magnésio; a rodocrosita (manganês spar) é um carbonato de manganês; a gaylussita, a natrita e a pirssonita são carbonatos de sódio; a soda e a trona são compostos de sódio; a smithsonita (zinco spar) é um carbonato de zinco; a bastnäsita é usada para extrair metais de terras raras de depósitos de minério. A dolomita (carbonato de cálcio e magnésio) e a "potassa" (carbonato de potássio), que só ocorre na natureza como uma mistura, são outros exemplos desses minerais.

A hidrosfera contém grandes quantidades de carbonatos que são dissolvidos nos oceanos, lagos e rios. Esses carbonatos são usados por quase todos os organismos vivos como substâncias esqueléticas. Do ponto de vista geológico, os sedimentitos (calcário) são mais comuns do que as rochas metamórficas ou magmáticas (carbonatita).