Woda deszczowa pochłania dwutlenek węgla z powietrza, przez które przechodzi w trakcie schodzenia. Dwutlenek węgla reaguje z wodą, tworząc kwas węglowy. Mechanizm ten jest jednym z głównych sposobów, w jaki węgiel atmosferyczny jest szorowany z powietrza i ponownie wprowadzany do obiegu wśród żywych systemów.
Kwas węglowy jest słabo kwaśny. Związek ten jest powszechnie stosowany w winach musujących i napojach gazowanych, i jest nieistotnym składnikiem ludzkiej krwi. W kontakcie z metalami żelaznymi kwas węglowy jest skutecznym środkiem utleniającym. Poprzez rozpuszczenie powierzchniowej warstwy żelaza lub stali, kwas węglowy ułatwia przenoszenie elektronów i sprzyja wzrostowi rdzy. Nadmierny kwaśny deszcz może mieć również negatywny wpływ na bakterie glebowe i ważne gospodarczo uprawy, które są od nich zależne.
Naturalna kwasowość deszczu wynika ze śladowych ilości kwasu węglowego obecnego w roztworze wodnym. Nie należy go mylić z kwaśnym deszczem, który jest czasem wynikiem nadmiaru dwutlenku siarki i innych przemysłowych zanieczyszczeń w atmosferze. Dwutlenek siarki reaguje z deszczem, tworząc kwas siarkowy, który ma znacznie bardziej ekstremalne pH niż kwas węglowy i jest znacznie bardziej niszczycielski.
