A magnézium-karbonát egy MgCO₃ kémiai képletű szervetlen vegyület, amely magnézium-ionokból (Mg²⁺) és karbonátionokból (CO3²⁻) áll. Egyszerűnek tűnő összetétele ellenére ez a vegyület egyedülálló kémiai szerkezetének és változatos formáinak köszönhetően jelentős alkalmazási értéket mutat az ipari, gyógyszerészeti és élelmiszeripari ágazatokban. A magnézium-karbonát kristályszerkezetétől a különféle hidratált formáiig finom egyensúlyt mutat a stabilitás és a reakciókészség között.
A magnézium-karbonát kristályszerkezete az egyedülálló tulajdonságainak középpontjában áll. A természetben a legelterjedtebb ásványi forma a magnezit, amely a trigonális kristályrendszerhez tartozik. Ebben a szerkezetben minden magnéziumiont hat oxigénatom vesz körül oktaéderes elrendezésben, míg minden karbonátion oxigénatomon osztozik három magnéziumionnal, réteges konfigurációt hozva létre.
Ez az elrendezés nagy termikus stabilitást és mechanikai szilárdságot kölcsönöz a magnezitnek. A magnézium-karbonát kristályszerkezete átalakul a hőmérséklet- és nyomásváltozás hatására; nagy nyomású-körülmények között sűrűbb szerkezeti formára vált át.
A magnézium-karbonát sokféle hidratált formában létezik. A kristályrácsba beépült vízmolekulák számától függően többféle hidrátot képezhet, amelyek közül a leggyakoribb a trihidrát (MgCO₃·3H2O), a tetrahidrát (MgCO₃·4H2O) és a pentahidrát (MgCO₃·5H₂O). Ezek a hidrátok nemcsak kristályszerkezetükben, hanem eltérő fizikai-kémiai tulajdonságaikban is különböznek egymástól.
Míg a trihidrát és a tetrahidrát szobahőmérsékleten viszonylag stabil, a pentahidrát könnyebben elveszíti kristályvizét. Melegítéskor ezek a hidrátok lépcsőzetesen dehidratálódnak, végül vízmentes magnézium-karbonáttá alakulnak. Ez a dehidratációs folyamat nem pusztán egy egyszerű fizikai változás, hanem magában foglalja a kristályszerkezet átszervezését is.