Karbonato šarmingumas matuoja neigiamo krūvio karbonato ir bikarbonato atomų kiekį tirpale. Bikarbonato jonai susideda iš vandenilio atomo, anglies atomo ir trijų deguonies atomų, o jų krūvis yra -1. Karbonato jonai turi tokią pačią struktūrą kaip ir bikarbonato jonai, bet be vandenilio atomo, o jų krūvis yra -2. Abu jonai yra baziniai, todėl jie gali neutralizuoti rūgštis, patalpinti į tinkamos koncentracijos rūgštinį tirpalą. Jie dažnai randami kartu dažniausiai naudojamiems tikslams, bet ne visada, ir tam tikrame sprendime jų pusiausvyra nebūtina.
Karbonato šarmingumo matavimas yra svarbus išsaugant vandens telkinio grynumą ir vientisumą, todėl tai ypač svarbu aplinkos kontekste. Kai vandens pH yra didesnis nei 8.3, jo šarmingumas paprastai susidaro dėl karbonato jonų, o žemiau šios ribos šarmingumas paprastai susidaro iš bikarbonato jonų. Jei vanduo turi didelį šarmingumą, jis gali atsispirti pH pokyčiams ir išlikti santykinai neutralus, tačiau jei jo šarmingumas mažas, jo pH gali labai greitai kristi. Kai pH sumažėja, karbonato ir bikarbonato jonų skaičius mažėja iki maždaug pH 4.5, kai visi jonai išnyksta. Tikslus vandens telkinio šarmingumas nėra toks svarbus, kaip priimtinas diapazonas, ir šis diapazonas gali skirtis priklausomai nuo stebimo vandens telkinio.
Dažnesnis kontekstas, kuriame matuojamas karbonato šarmingumas, yra baseinų pH stebėjimas. Šarmingumas yra glaudžiai susijęs su pH, todėl kai vandens tyrimo rinkiniai matuoja pH, jie taip pat netiesiogiai matuoja šarmingumą. Šiuo atveju visada yra pusiausvyra tarp karbonato ir bikarbonato jonų, nors baseino vandenyje paprastai yra daugiau bikarbonato jonų nei karbonato, nes baseino vandens pH dažnai svyruoja gana arti neutralaus pH 7.
Šarmingumas paprastai matuojamas miligramais litre kalcio karbonato, kuris yra kalcio jonas, susietas su karbonato jonu. Karbonato šarmingumas taip pat naudojamas nustatant vandens kietumą. Didesnis karbonato šarmingumas paprastai reiškia kietesnį vandenį. Nepaisant šios savybės, karbonato jonai taip pat yra gana naudingi vandens valymui. Karbonato ir bikarbonato jonai gali prisijungti prie toksiškų metalų vandenyje ir nusodinti juos iš vandens kaip kietas medžiagas, veikdami kaip natūrali valymo sistema ir suteikdami vandeniui tam tikrą atsparumą tam tikroms taršos rūšims.