碳酸（英語：Carbonic acid），原來也稱揮發(fā)酸（Volatile acid）和呼吸酸（Respiratory acid），化學式為H2CO3，是酸的一種。二氧化碳（CO2）溶于水后，一部分二氧化碳會與水化合，形成碳酸。該反應是一個可逆反應，方程式如下：

該反應在常溫下的平衡常數(shù)是Kh=1.70×10?3；因此大部分二氧化碳都不會參與反應。假若沒有催化劑存在，反應速率十分緩慢，其反應速率常數(shù)僅為0.039 s?1（正反應）以及23 s?1（逆反應）。

生物體內的碳酸

碳酸在生物體內至關重要，代謝和胃酸分泌過程中都需要碳酸。

血液中的碳酸

在哺乳動物的血液中，碳酸在血液中所占的角色非常重要。當二氧化碳從細胞進入血液后，它會與水化合形成碳酸，其后被奪走一個H+，形成碳酸氫根離子（HCO3?）。碳酸氫根離子會進入紅血球，與另一個H+結合，再次形成碳酸。在肺中，碳酸中的水將被奪走，二氧化碳即從肺部釋出。

控制碳酸與二氧化碳間的反應平衡對于控制血液酸性的意義很重大。大多數(shù)生物具有一種名為碳酸酐酶的酶，它能有效地控制兩種化合物間的反應平衡。

碳酸在胃酸分泌中的作用

碳酸在胃酸的分泌中占了重要的作用；胃壁細胞可以借由主動運輸形成鈉離子、鉀離子濃度差，利用酶從碳酸合成出胃酸的成分之一鹽酸。反應過程如下：

細胞代謝產(chǎn)生二氧化碳，碳酸酐酶將二氧化碳和水結合成碳酸，碳酸再分解成碳酸氫根離子和氫離子。

碳酸氫根離子濃度開始累積，便被酶送出細胞，同時共同運輸進氯離子以平衡電荷。碳酸氫根進入胃血管后會造成血液堿性上升，稱為堿潮。

借由鈉離子在細胞外濃度比較大的特性，運輸進鈉離子的酶也共同運輸進更多氯離子。

鉀鈉腺苷三磷酸酶將氫離子主動運輸進胃小管，同時將鉀離子運進細胞。

細胞中累積的鉀離子形成濃度差，通過共同運輸?shù)拿笗r也將氯離子共同運輸進胃小管；氫離子和氯離子就形成鹽酸。

鈉鉀泵將鈉離子送出、送進鉀離子，以維持電荷平衡。

綜合以上步驟，凈離子方程式可以寫成：

碳酸的酸性

碳酸是一種二元酸，其電離分為兩步：

需要注意的是，以上所述值并不適用于實際估算碳酸的酸性，因為單個碳酸分子的酸性比醋酸和甲酸都要強。但實際上，碳酸分子只出現(xiàn)在二氧化碳和水的動態(tài)平衡中，其濃度比二氧化碳低得多，故酸度實際上較低，步反應可以記作：

Ka = 4.30×10-7 mol/L; pKa = 6.36

這個值被稱為碳酸的解離常數(shù)。