Regenwasser nimmt auf seinem Weg nach unten Kohlendioxid aus der Luft auf. Das Kohlendioxid reagiert mit dem Wasser zu Kohlensäure. Dieser Mechanismus ist einer der wichtigsten Wege, um atmosphärischer Kohlenstoff aus der Luft zu entfernen und in lebenden Systemen wieder in Umlauf zu bringen.
Kohlensäure ist nur schwach sauer. Die Verbindung wird häufig in Schaumweinen und kohlensäurehaltigen Getränken verwendet und ist ein geringer Bestandteil des menschlichen Blutes. Im Kontakt mit Eisenmetallen ist Kohlensäure ein wirksames Oxidationsmittel. Durch das Auflösen der Oberflächenschicht aus Eisen oder Stahl erleichtert Kohlensäure die Übertragung von Elektronen und fördert die Rostbildung. Überschüssiger saurer Regen kann auch negative Auswirkungen auf Bodenbakterien und die von ihnen abhängigen wirtschaftlich wichtigen Nutzpflanzen haben.
Der natürliche Säuregehalt des Regens ist auf die Spuren von Kohlensäure in wässriger Lösung zurückzuführen. Es ist nicht zu verwechseln mit der Art von saurem Regen, der manchmal das Ergebnis von überschüssigem Schwefeldioxid und anderen industriellen Schadstoffen in der Atmosphäre ist. Schwefeldioxid reagiert mit Regen zu Schwefelsäure, die einen viel extremeren pH-Wert als Kohlensäure hat und viel zerstörerischer ist.