La carbonatación es la reacción química del dióxido de carbono para dar carbonatos, bicarbonatos y ácido carbónico.[1]​ En química, el término se usa a veces en lugar de carboxilación, que se refiere a la formación de ácidos carboxílicos.
En química inorgánica y geología, la carbonatación es común. Los hidróxidos metálicos (MOH) y los óxidos metálicos (M'O) reaccionan con el CO2 para dar bicarbonatos y carbonatos:

MOH  + CO2  →  M(HCO3)
M'O  + CO2  →  M'CO3En el concreto reforzado, la reacción química entre el dióxido de carbono en el aire y el hidróxido de calcio y el silicato de calcio hidratado en el concreto se conoce como neutralización. La reacción similar en la que el hidróxido de calcio del cemento reacciona con el dióxido de carbono y forma carbonato de calcio insoluble es la carbonatación.