L'acqua piovana assorbe l'anidride carbonica dall'aria che attraversa mentre scende. L'anidride carbonica reagisce con l'acqua per formare l'acido carbonico. Questo meccanismo è uno dei principali modi in cui il carbonio atmosferico viene rimosso dall'aria e rimesso in circolazione tra i sistemi viventi.
L'acido carbonico è solo debolmente acido. Il composto è comunemente usato in spumanti e bevande gassate ed è un componente minore del sangue umano. A contatto con metalli ferrosi, l'acido carbonico è un agente ossidante efficace. Sciogliendo lo strato superficiale di ferro o acciaio, l'acido carbonico facilita il trasferimento di elettroni e favorisce la crescita della ruggine. L'eccessiva pioggia acida può anche avere un impatto negativo sui batteri del suolo e sulle colture economicamente importanti che dipendono da loro.
L'acidità naturale della pioggia è dovuta alle tracce di acido carbonico presenti nella soluzione acquosa. Non deve essere confuso con il tipo di pioggia acida che a volte è il risultato dell'eccesso di anidride solforosa e di altri inquinanti industriali nell'atmosfera. L'anidride solforosa reagisce con la pioggia per formare acido solforico, che ha un pH molto più estremo dell'acido carbonico ed è molto più distruttivo.