Углекислый газ обычно происходит в виде бесцветного газа. В твердом виде это называется сухой лед. Химическая или молекулярная формула для углекислого газа является СО2. Центральный атом углерода соединен с двумя атомами кислорода ковалентными двойными связями. Химическая структура является центросимметричной и линейной, поэтому углекислый газ не имеет электрический диполь.
Диоксид углерода растворим в воде, где он действует как дипротоновая кислота, сначала диссоциируя с образованием бикарбонат-иона, а затем карбоната. Распространенным заблуждением является то, что весь растворенный углекислый газ образует углекислоту. Большая часть растворенного диоксида углерода остается в молекулярной форме.
Обе воды (ч2О) и диоксид углерода (СО2) состоит из атомов, соединенных полярные ковалентные связи. Еще, вода является полярной молекулой в то время как углекислый газ неполярный. Полярность химических связей внутри молекулы недостаточна, чтобы сделать молекулу полярной. Каждая молекула воды имеет изогнутую форму из-за неподеленной пары электронов на атоме кислорода. Каждая связь C = O в диоксиде углерода является полярной, причем атом кислорода тянет электроны от углерода к себе. Заряды одинаковы по величине, но противоположны по направлению, поэтому общий эффект заключается в создании неполярной молекулы.