A água da chuva absorve dióxido de carbono do ar por onde passa ao descer. O dióxido de carbono reage com a água para formar ácido carbônico. Este mecanismo é uma das principais maneiras pelas quais o carbono atmosférico é removido do ar e colocado de volta em circulação entre os sistemas vivos.
O ácido carbônico é apenas fracamente ácido. O composto é comumente usado em vinhos espumantes e bebidas carbonatadas, e é um componente menor do sangue humano. Em contato com metais ferrosos, o ácido carbônico é um agente oxidante eficaz. Ao dissolver a camada superficial de ferro ou aço, o ácido carbônico facilita a transferência de elétrons e promove o crescimento da ferrugem. O excesso de chuva ácida também pode ter impactos negativos nas bactérias do solo e nas safras economicamente importantes que dependem delas.
A acidez natural da chuva se deve às pequenas quantidades de ácido carbônico presente na solução aquosa. Não deve ser confundida com o tipo de chuva ácida que às vezes é resultado do excesso de dióxido de enxofre e outros poluentes industriais na atmosfera. O dióxido de enxofre reage com a chuva para formar ácido sulfúrico, que tem um pH muito mais extremo do que o ácido carbônico e é muito mais destrutivo.