Углекислота содержится в водоеме как в свободном состоянии (в виде газа, растворенного в воде), так и в виде ионов. Она может попадать в воду из атмосферы. Однако основным источником углекислоты в природной воде являются различные биохимические процессы, протекающие в воде и грунтах, с которым вода соприкасается: окисление органических остатков, находящихся в воде и грунтах, а также дыхание водных организмов и др.
Углекислый газ, образующийся в указанных процессах, соединяется с водой, превращаясь в угольную кислоту: СО2 + Н2О = Н2СО3.
Наличие в воде угольной кислоты способствует растворению карбоната кальция и переводу его в гидрокарбонат, обладающий большей растворимостью, чем карбонат кальция: СаСО3 + Н2СО3 = Са (НСО3)2. Вследствие растворения углекислых солей вода обогащается карбонатными и бикарбонатными ионами.
В природных водах углекислота содержится в свободном состоянии в виде газа, растворенного в воде, - двуокиси углерода или свободной углекислоты; в виде ионов НСО3в1- - гидрокарбонат-ионов; в виде ионов СО3в2- - карбонат-ионов.
Все эти формы находятся в подвижном химическом равновесии:

Уменьшение содержания углекислоты в воде приводит, в свою очередь, к повышению рН воды, при исчезновении ее из раствора рН воды будет выше 8,4.
Свободная углекислота служит источником питания растений, использующих углерод для построения клеток и тканей, поэтому летом, в период усиленного развития водорослей (цветение водоемов), содержание ее может сильно колебаться. В светлое время суток зеленые растения ассимилируют углерод, в результате количество свободной углекислоты в воде быстро падает. Иногда она расходуется полностью с последующим распадом гидрокарбонатов и образованием карбонатов:

Карбонат кальция малорастворим в воде и выпадает в осадок.
Как показывают многочисленные исследования, между концентрацией свободной углекислоты в воде и интенсивностью фотосинтеза водорослей существует определенная зависимость. Оптимальные условия для фотосинтеза наблюдаются при концентрации углекислоты в воде до 0,1-0,9%, при концентрации ее 1-5 % интенсивность фотосинтеза снижается.
Высокая концентрация свободной углекислоты может отрицательно сказаться и на жизнедеятельности рыб, степень этого влияния зависит от вида рыбы (табл. 3).

---