三氧化碳是存在的。这里说的并不是碳酸根，三氧化碳是一种极不稳定的碳氧化合物，很容易分解为二氧化碳等稳定结构。三氧化碳是一种无机物，化学式为CO3，是一种极不稳定的碳氧化合物，碳是+4价，而氧一般是-2与-1价，碳的外层只有4个电子，即使形成了CO3，也会很快分解掉，成为CO2。
三氧化碳有多种可能的同分异构体，分子对称性分别为Cs、D3h和C2v。经过研究，C2v这种分子结构是CO3分子的基态结构。
三氧化碳能够在负极电晕放电的漂移区域通过二氧化碳（CO2）与在等离子区获得电子的氧分子所放出的氧原子（O）的反应制得。三氧化碳还可以通过将臭氧通过干冰（CO2）来制取。而且在一氧化碳与氧气的反应中也可检测到三氧化碳的存在。