Alkalnost karbonata mjeri količinu negativno nabijenih atoma karbonata i bikarbonata u otopini. Bikarbonatni ioni sastoje se od atoma vodika, atoma ugljika i tri atoma kisika i imaju naboj od -1. Karbonatni ioni imaju istu strukturu kao i bikarbonatni ioni, ali bez atoma vodika, a imaju naboj od -2. Oba iona su bazična, pa mogu neutralizirati kiseline ako se stave u kiselu otopinu u pravim koncentracijama. Često se nalaze zajedno u svojim najčešćim primjenama, ali nisu uvijek, a ravnoteža između njih nije potrebna u danom rješenju.
Mjerenje karbonatne alkalnosti važno je za očuvanje čistoće i integriteta vodenog tijela, pa je posebno važno u kontekstu okoliša. Kada je pH vode iznad 8.3, lužnatost obično dolazi od karbonatnih iona, a ispod tog praga alkalnost obično dolazi od bikarbonatnih iona. Ako voda ima visoku alkalnost, može se oduprijeti promjenama pH i ostati relativno neutralna, ali ako ima nisku alkalnost, njezin pH ima potencijal vrlo brzo pasti. Kako pH postaje niži, broj karbonatnih i bikarbonatnih iona opada, do otprilike pH 4.5 kada svi ioni nestanu. Točna alkalnost vodenog tijela nije toliko važna koliko je unutar prihvatljivog raspona, a taj raspon može varirati ovisno o vodnom tijelu koje se prati.
Češći kontekst u kojem se mjeri karbonatna alkalnost je praćenje pH vrijednosti bazena. Alkalnost je usko povezana s pH, tako da kada setovi za ispitivanje vode mjere pH, oni također neizravno mjere alkalnost. U ovom slučaju, uvijek postoji ravnoteža između karbonatnih i bikarbonatnih iona, iako u vodi u bazenu obično ima više bikarbonatnih iona nego karbonatnih iona, budući da pH vode u bazenu često lebdi prilično blizu neutralnog pH od 7.
Alkalnost se obično mjeri u miligramima po litri kalcijevog karbonata, koji je kalcijev ion vezan za karbonatni ion. Karbonatna lužnatost također ima primjenu u određivanju tvrdoće vode. Veća karbonatna alkalnost obično znači tvrđu vodu. Unatoč ovom svojstvu, karbonatni ioni su zapravo također vrlo korisni za pročišćavanje vode. Karbonatni i bikarbonatni ioni mogu se vezati na otrovne metale u vodi i taložiti ih iz vode kao krute tvari, djelujući kao prirodni sustav za čišćenje i dajući vodi donekle otpornosti na određene vrste onečišćenja.