Karbonatisierung ist die chemische Reaktion von Kalziumhydroxid (Ca(OH)₂)mit dem Kohlendioxid (CO₂) der Luft zu Kalziumkarbonat (CaCO₃).

Dieser Vorgang geht auch bei der Härtung kalk- oder kalkzementgebundener Baustoffe vor sich. Dadurch wird die erforderliche Endfestigkeit erzielt. Durch die Karbonatisierung wird die Alkalität, also der pH-Wert eines Baustoffes, abgebaut.