När koldioxid (CO2) löser sig i vatten (H2O) genomgår den en kemisk reaktion för att bilda kolsyra (H2CO3). Kolsyra är en svag syra som delvis dissocierar till vätejoner (H+) och bikarbonatjoner (HCO3-). Denna process kan representeras av följande kemiska ekvation:

CO2 + H2O ⇌ H2CO3 ⇌ H+ + HCO3-

I vilken utsträckning CO2 löser sig i vatten och bildar kolsyra beror på flera faktorer, inklusive temperatur, tryck och förekomsten av andra lösta ämnen. I allmänhet ökar lösligheten av CO2 i vatten när temperaturen sjunker och trycket ökar. Omvänt kan närvaron av andra lösta ämnen, såsom salter, minska lösligheten av CO2.

Kolsyra är en viktig komponent i jordens kolkretslopp och spelar en avgörande roll för att reglera pH i naturliga vatten. Det bidrar också till bildandet av karbonatstenar, såsom kalksten och dolomit, som är väsentliga komponenter i jordskorpan.