Koolzuur is een chemische verbinding met de formule H₂CO₃. Het wordt gevormd wanneer koolstofdioxide oplost in water. Koolzuur is een zwak zuur, wat betekent dat het niet volledig dissocieert in water. Wanneer koolzuur dissocieert, produceert het waterstofionen (H+) en bicarbonaationen (HCO₃-).

Wanneer kooldioxide in water wordt opgelost, reageert het met watermoleculen om koolzuur te vormen. Deze reactie is omkeerbaar, wat betekent dat koolzuur ook kan ontleden en koolstofdioxide en water kan vormen. De evenwichtsconstante voor deze reactie is erg klein, wat betekent dat de concentratie koolzuur in water doorgaans erg laag is.

Koolzuur is belangrijk bij veel natuurlijke processen, zoals de verwering van gesteenten en het transport van kooldioxide in de atmosfeer. Het wordt ook gebruikt in sommige industriële processen, zoals de productie van dranken en de productie van papier.