天然水中碳酸的来源，主要有三个方面：
（1） 空气中的二氧化碳溶解于水中而产生；
（2） 由于水中的水生物和植物新陈代谢及有机物生物氧化而产生；
（3） 由岩石及土壤中的碳酸氢盐被溶解而产生。
天然水中的碳酸以三种不同的化合形态存在：
（1） 游离碳酸或游离二氧化碳包括溶解的气体CO₂和未离解的H₂CO₃分子。习惯上，可将水中的CO₂当做碳酸的总量，因为在常压下平衡时，水中99%以上是CO₂，H₂CO₃不足1%。
（2） 碳酸氢盐或碳酸盐CO₂例如含于Ca(HCO₃)₂或Mg(HCO₃)₂中的CO₂，主要是以HCO₃的形式存在。
（3） 碳酸盐碳酸或碳酸盐CO₂例如中性盐碳酸钙CaCO₃,碳酸镁MgCO₃中的CO₂，主要是以CO₃形态而存在。
由于碳酸化合物是天然水中主要的杂质，而又是决定水中酸、碱度以及PH值的主要因素，对水质有多方面的作用，这对于工业水处理中的软化、除盐以及循环冷却水的防垢和防蚀处理影响都很大，因此，必须引起注意。