Alkalinitas karbonat mengukur jumlah atom karbonat dan bikarbonat bermuatan negatif dalam suatu larutan. Ion bikarbonat terdiri dari atom hidrogen, atom karbon, dan tiga atom oksigen, dan memiliki muatan -1. Ion karbonat memiliki struktur yang sama dengan ion bikarbonat, tetapi tanpa atom hidrogen, dan memiliki muatan -2. Kedua ion tersebut bersifat basa, sehingga dapat menetralkan asam jika ditempatkan dalam larutan asam pada konsentrasi yang tepat. Mereka sering ditemukan bersama-sama dalam aplikasi mereka yang paling umum, tetapi mereka tidak selalu, dan keseimbangan di antara mereka tidak diperlukan dalam solusi yang diberikan.
Mengukur alkalinitas karbonat penting ketika menjaga kemurnian dan integritas badan air, sehingga sangat penting dalam konteks lingkungan. Ketika pH air di atas 8.3, alkalinitasnya cenderung berasal dari ion karbonat, dan di bawah ambang batas tersebut, alkalinitas biasanya berasal dari ion bikarbonat. Jika air memiliki alkalinitas tinggi, ia dapat menahan perubahan pH dan tetap relatif netral, tetapi jika memiliki alkalinitas rendah, pH-nya berpotensi turun sangat cepat. Saat pH semakin rendah, jumlah ion karbonat dan bikarbonat turun, sampai sekitar pH 4.5 ketika semua ion hilang. Alkalinitas yang tepat dari badan air tidak sepenting berada dalam kisaran yang dapat diterima, dan kisaran ini dapat bervariasi tergantung pada badan air yang dipantau.
Konteks yang lebih umum di mana alkalinitas karbonat diukur adalah untuk memantau pH kolam renang. Alkalinitas terkait erat dengan pH, jadi ketika kit pengujian air mengukur pH, mereka juga secara tidak langsung mengukur alkalinitas. Dalam hal ini, selalu ada keseimbangan antara ion karbonat dan bikarbonat, meskipun ion bikarbonat cenderung lebih banyak daripada ion karbonat dalam air kolam, karena pH air kolam sering berada cukup dekat dengan pH netral 7.
Alkalinitas biasanya diukur dalam miligram per liter kalsium karbonat, yang merupakan ion kalsium yang terikat pada ion karbonat. Alkalinitas karbonat juga memiliki aplikasi dalam menentukan kesadahan air. Alkalinitas karbonat yang lebih tinggi biasanya menghasilkan air yang lebih keras. Terlepas dari sifat ini, ion karbonat sebenarnya juga cukup berguna untuk memurnikan air. Ion karbonat dan bikarbonat dapat mengikat logam beracun dalam air dan mengendapkannya keluar dari air sebagai padatan, bertindak sebagai sistem pembersihan alami dan memberikan air sedikit ketahanan terhadap jenis polusi tertentu.