Trạng thái tự nhiên của axit cacbonic là dạng khí. Tuy nhiên, trong điều kiện thường, axit cacbonic không tồn tại dưới dạng khí mà thường được tạo thành trong nước dưới dạng dung dịch.

Tính chất vật lý của axit cacbonic bao gồm:
- Màu sắc: Axit cacbonic không có màu sắc đặc trưng.
- Mùi: Axit cacbonic không có mùi.
- Điểm nóng chảy: Axit cacbonic có điểm nóng chảy là -78,5 độ C.
- Điểm sôi: Axit cacbonic có điểm sôi là -56,6 độ C.
- Khối lượng riêng: Axit cacbonic có khối lượng riêng là 1,96 g/cm3.
- Tính tan: Axit cacbonic tan tốt trong nước, tạo thành dung dịch axit cacbonic.