混凝土碳化的原因是受到一种化学腐蚀，空气中CO2气体通过硬化混凝土细孔渗透到混凝土内，与其碱性物质发生化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱性降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。

碳化后使混凝土的碱度降低，当碳化超过混凝土的保护层时，在水与空气存在的条件下，就会使混凝土失去对钢筋的保护作用，钢筋开始生锈。可见，混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化，对于素混凝土，碳化还有提高混凝土耐久性的效果，但对于钢筋混凝土来说，碳化会使混凝土的碱度降低，同时，增加混凝土孔溶液中氢离子数量，因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。