Độ axit của trong tự nhiên là do CO2 hoặc các axit vô cơ gây ra. CO2 là thành phần cơ bản trong nước. CO2đi vào nước từ khí quyển bằng quá trình hấp thụ trên bề mặt. Theo định luật Herry thì quá trình này chỉ xảy ra khi nồng độ cân bằng của CO2 trong nước nhỏ hơn nồng độ cân bằng trong khí quyển. Ngoài ra, CO2 còn được tạo thành từ quá trình hô hấp của các sinh vật sống trong nước, sự phân hủy các chất hữu cơ nhất là trong môi trường nước bị ô nhiễm.
Khi nồng độ cân bằng của CO2 trong nước lớn hơn trong khí quyển thì CO2 sẽđược giải phóng ra từ bề mặt nước. Bề mặt nước đóng vai trò hấp thụ cũng như giải phóng CO2 để duy trì sự cân bằng nồng CO2 trong nước.
Nước ngầm và nước từ các hồ chứa kín thường chứa CO2 với nồng độ cao. CO2được tạo ra từ quá trình phân hủy chất hữu cơ của vi sinh vật sống trong nước mà không được giải phóng vào khí quyển. CO2 là sản phẩm cuối cùng của cả quá trình phân hủy hiếu khí và thiếu khí do đó nó không phụ thuộc vào nồng độ của O2 trong nước. Nồng độ của CO2 trong nước ngầm dao động từ 30 – 50mg/l mặt dù đã được lọc và chuyển hóa thành bicacbonat khi nước ngầm được lọc qua các tầng đất.
CO2 + CaCO3↓ + H2O → Ca2+ + 2HCO3-
Độ axit gây ra từ các axit vô cơ có nguồn gốc chủ yếu từ nước thải công nghiệp đặc biệt là các ngành công nghiệp luyện kim và quá trình sản xuất các vật liệu hữu cơ tổng hợp. Trong tự nhiên các axit mạnh cũng được tạo ra từ nước rò rỉ của các quặng mỏ, đặc biệt là axit sulfuric, muối của axit sulfuric, các dạng sunfua, sulfide hoặc perit sắt. Sự chuyển hóa của các hợp chất trên thành axit sulfuric và sunfat được thực hiện bởi vi khuẩn oxi hóa sunfua (sulfur oxidazing bacteria) trong môi trường hiếu khí.
2S↓ + 3O2 + 2H2O → 4H+ + 2SO42- FeS2↓ + 7/2O2 + H2O → Fe3+ + 2H+ + 2SO42-
Muối của các kim loại nặng đặc biệt là các ion kim loại hóa trị ba Fe (III) và Al (III) khi bị thủy phân trong nước sẽ giải phóng ra các axit vô cơ
→ ←
FeCl3 + 3H2O Fe(OH)3↓ + 3H+ + 3Cl-