Karbonat kaya terimi egemen olarak karbonat minerallerinden oluşan tortul kayalar için kullanılır. Karbonat kayalar kireçtaşı ve dolomitler (dolotaşları) olmak üzere başlıca iki grup içinde toplanır. Bileşimde %65'ten fazla kalsiyum karbonat (CaCO3) içeren kimyasal kökenli tortul kayaçlara kireçtaşı adı verilir. Kireçtaşlarının çok değişken olan doku ve yapı özellikleri ile fosil içerikleri, eski denizel çökelme ortamları ve paleokolojik koşulları konusunda güvenilir bilgiler kazandırır.

Karbonat çökelimi için en elverişli olanlar, tektonik bakımda duraylı şelf bölgeleri üzerinde yer alan sığ ve ılık denizel sınırlardır. Karbonat kayalar başlıca kimyasal yolla ve otoktan olarak oluşurlar. Karbonat fasiyes türleri daha çok havza içi batimetrik özelliklerle ve suyun enerji düzeyi ile kontrol edilir. Diğer taraftan karbonat fasiyeslerin gelişiminde ışığın denetimi önemlidir. Işığın etkin olduğu derinliklerde (80m) organik verim yüksektir.

Karbonat kayalar:

1. Karasal ortamlarda (göllerde)

2. Denizel ortamlarda çökelirler.

Gölsel Karbonatlar:

Gölsel karbonatları üç şekilde bulunabilir:

1. İnorganik Karbonat Çökelleri.

2. Algal Çökeller.

3. İskeletsel Kumlar.

İnorganik kireç çamuru, göllerde gelişen buharlaşma, fotosentez ve sıcaklık değişimlerine bağlı olarak sudan doğrudan çökelerek oluşur. Göllerde oluşan karbonat tortullarının mineralojik bileşimi, daha çok suyun Mg/Ca oranına bağlıdır.

Alglerin faaliyetleri sonucu oluşan stratomalitler eski gölsel tortullar içinde yer alabildiği gibi bazı güncel göl karbonatları içinde de gözlenebilmektedir. Bu tür karbonat kayalarda onkoidler yaygın olarak bulunur.

Organizma kavkı ve iskeletlerine ait kırıntıların oluşturduğu kumlar çoğunlukla, kalkerli alg, bivolvia ve gastropad kalıntılarından oluşur.