碳酸化作用是一種化學反應，主要涉及二氧化碳(CO2)與水的相互作用。當二氧化碳溶解於水中時，會形成碳酸（H2CO3），進而與礦物中的陽離子（如K+、Na+、Ca2+等）反應，生成易溶於水的碳酸鹽或碳酸氫鹽。這些鹽類隨水溶液流動，可能導致礦物的進一步分解和風化。
碳酸化作用在自然界中普遍存在，與水解作用相互促進。例如，在含有碳酸鈣的岩石中，雨水或地下水吸收大氣中的二氧化碳，形成弱酸，進而與碳酸鈣反應生成重碳酸鈣。這一過程在低溫下更為顯著，是冰川風化的一個重要特徵。
此外，碳酸化作用還涉及到混凝土結構中鋼筋的腐蝕問題。混凝土中的氫氧化鈣(Ca(OH)2)與二氧化碳反應生成碳酸鈣，導致混凝土失去鹼性。這會使原本受混凝土保護的鋼筋暴露在氧氣和水中，從而加速鋼筋的電化學腐蝕。
總的來說，碳酸化作用是一種重要的化學風化過程，對自然界的礦物分解、土壤形成以及基礎設施的耐久性都有著深遠的影響。