Khí CO2 làm tăng độ acid của nước. Trong nước, nó tồn tại ở 3 dạng là CO2 tự do, CO32-, HCO3- nồng độ các dạng thay đổi phụ thuộc vào độ pH. Trong đó, CO2 là dạng độc cho tơm cá, thường gặp trong nước axit hay trung tính. Nước bề mặt có rất ít khí CO2 hồ tan (<6mg/l).
Nếu áp suất CO2 trong nước lớn hơn áp suất CO2 trong máu cá sẽ làm cản trở quá trình bài tiết CO2 từ máu cá ra mơi trường ngồi, đưa đến sự tích tụ CO2 trong máu cá dẫn đến những sự thay đổi mạnh mẽ các phản ứng sinh lý của cơ thể cá như: làm tăng độ acid của máu ( pH giảm sẽ ảnh hưởng đến các trạng thái tồn tại của protid trong máu ), làm giảm khả năng vận chuyển oxy của máu.
Nước sạch bão hòa CO2 ở 25oC và áp suất khí quyển (760mmHg) có hàm
lượng tổng CO2 là 0,46 mg/l, pH tính theo cân bằng là 5,68. Ở hàm lượng tổng CO2 cao hơn thì pH sẽ thấp hơn, tuy nhiên không nhỏ hơn 4,5.
Nước ở đáy hồ thường chứa lượng lớn CO2 do kết quả quá trình phân hủy chất hữu cơ bởi vi khuẩn kỵ khí. Nước ngầm, đặc biệt khi pH thấp (pH<5), chứa tới 30-50 mg CO2/l, điều này xảy ra khi nước ngầm thấm qua lớp đất nghèo CaCO3 hoặc MgCO3 làm cho lượng CO2 không bị mất đi theo phản ứng:
Nồng độ CO2 trong hồ thay đổi trong ngày như sau: buổi sáng sớm có CO2 cao do q trình hơ hấp vào ban đêm, sau đó thực vật quang hợp làm nồng độ CO2 giảm đi. Sự thay đổi này sẽ càng rõ rệt nếu tảo trong nước phát triển dày đặc.
Nồng độ CO2 <15 mg/l phù hợp cho tất cả các lồi tơm cá, ở 15-30 mg/l gây chết 50% cá thể và ở trên 30 mg/l gây chết toàn bộ.