Ion karbonat ialah anion oksokarbon yang paling ringkas. Ia terdiri daripada satu atom karbon dan dikelilingi tiga atom oksigen dalam susunan pelan trigonal dengan simetri molekul D3h. Ia mempunyai jisim molekul 60.01 dalton dan membawa cas formal negatif dua. Ia adalah bes konjugat ion hidrogen karbonat (bikarbonat), HCO−
3, yang merupakan bes konjugat bagi asid karbonik, H2CO3.

Struktur Lewis bagi ion karbonat mempunyai dua ikatan tunggal (panjang) kepada atom-atom oksigen bercas negatif, dan satu satu ikatan ganda dua ke atom oksigen neutral.

Struktur ini tidak sepadan dengan simetri yang telah diperhatikan bagi ion ini yang menyatakan bahawa ketiga-tiga ikatan sama panjangnya dan ketiga-tiga atom oksigen adalah serupa. Seperti mana keadaan ion nitrat yang isoelektronik dengan ion karbonat, simetri ini boleh dicapai dengan resonans antara tiga struktur:

Resonans ini boleh diringkaskan oleh model dengan ikatan pecahan dan cas yang dinyahsetempatkan: