L'eau de pluie absorbe le dioxyde de carbone de l'air qu'elle traverse en descendant. Le dioxyde de carbone réagit avec l'eau pour former de l'acide carbonique. Ce mécanisme est l'un des principaux moyens par lesquels le carbone atmosphérique est épuré de l'air et remis en circulation parmi les systèmes vivants.
L'acide carbonique n'est que faiblement acide. Le composé est couramment utilisé dans les vins mousseux et les boissons gazeuses, et c'est un composant mineur du sang humain. Au contact des métaux ferreux, l'acide carbonique est un agent oxydant efficace. En dissolvant la couche superficielle de fer ou d'acier, l'acide carbonique facilite le transfert d'électrons et favorise la croissance de la rouille. Un excès de pluie acide peut également avoir des impacts négatifs sur les bactéries du sol et les cultures économiquement importantes qui en dépendent.
L'acidité naturelle de la pluie est due aux traces d'acide carbonique présentes dans la solution aqueuse. Il ne faut pas la confondre avec le type de pluie acide qui est parfois le résultat d'un excès de dioxyde de soufre et d'autres polluants industriels dans l'atmosphère. Le dioxyde de soufre réagit avec la pluie pour former de l'acide sulfurique, qui a un pH beaucoup plus extrême que l'acide carbonique et est beaucoup plus destructeur.
