Karbonatity jsou horniny intruzivního, případně výlevného charakteru. Jejich výskyt je vázán na alkalické komplexy horniny, kde často tvoří jejich centrální část. Jsou tvořeny karbonáty a to často z více než 50%, častěji se jedná o 70-90%. Při pronikání karbonatitového magmatu do starších hornin dochází ke kontaminaci okolí. Následná tlaková komprese vede ke změně minerálního složení.

Karbonatity se vyskytují jak v oblastech zvýšené stabilizace zemské kůry - štíty a platformy - bez ohledu na stáří stabilizace, tak se podílí například i na stavbě oceánských vulkanických ostrovů. Podle většiny autorů jsou karbonatity vázány na nejvíce stabilizovanou zemskou kůru nebo na oblasti starých tektonických deformací. Obecně je při řešení otázek geneze karbonatitů přikládán význam hlubinné zlomové tektonice, což je všeobecně platné i pro alkalický ultrabazický vulkanismus. Pro karbonatity je typické: jsou prostorově vázány na okrajové části platformy nebo na zlomové zóny, vznikající v souvislosti s tektonickými pohyby dvou sousedících litosférických desek. Objevují se v závěrečných etapách tektonomagmatických cyklů nebo patří k postorogenním intruzím v nejvíce konsolidovaných částech orogenní oblasti, reprezentovaných starými štíty, nebo podél okrajových švů platforem a vyvrásněných oblastí. Většina karbonatitových intruzí je spjata s dlouhými zónami hlubinných zlomů velmi starého založení, přetínajícími různé struktury platforem i vyvrásněných oblastí, jejichž činnost se opakovaně obnovuje během vývoje litosféry v závěru tektonické aktivity.

Vedle magmatických (efuzívních a intruzívních) jsou popisovány karbonatity metasomatické. Tyto vznikají karbonatizací alkalických ultrabazických hornin především melilititových v rámci alkalicko-ultrabazických kruhových komplexů.

Na úzké genetické vztahy karbonatitů a alkalických ultrabazických hornin - nefelínitů, melilititů a kimberlitů poukázal již řada autorů. Společnými rysy jsou:

• Vzájemné horninové přechody: např. karbonatitové kimberlity až kimberlitové karbonatity v karbonatitu Alnö v Norsku (například Le Bas, 1977 a Wooley & Church (2005).
• Společný výskyt v určitých vulkanických centrech (např. Gross Brucarros v Jihozápadní Africe, viz. Ferguson et al.(1975).
• Společný výskyt v určitých vulkanických asociacích - např. v mejmečitsko-kotujské oblasti a anabarský masív na Sibiři a asociace karbonatit-nefelínitová a kimberlitová ve východoafrické alkalické provincii.
• Společný výskyt na hlubinných zlomových liniích (subkrustálních transkontinentálních planetárních zlomech)

Předpokládá se, že diferenciace kimberlitu a karbonatitu jsou dva vzájemně oddělené mechanismy, a to i za předpokladu, že karbonatity a kimberlity mají podobný zdroj ve spodní litosféře (tj. v hloubce mezi 100 až 400 km). Rovněž předpokládá, že v souvislosti se stoupající teplotou dochází k odplynění (koncentruje se oxid uhličitý, který je doprovázen inkompatibilními prvky). Naopak geneticky sblížená jsou magmata karbonatitová a nefelínitová. Tuto hypotézu dokládá i fakt, že kimberlity, karbonatity a nefelínity, které sice často vystupují ve společné asociaci, lze prostorově oddělit, a to jako kimberlitové a samostatné karbonatit-nefelínitové výskyty. Ve východní Africe či na Sibiři se v centru setkáváme s kimberlity, které jsou obklopené vnitřní zónou karbonatitů a vnější zónou alkalických hornin. Geneticky významná je rovněž asociace karbonatitů a kimberlitů s melilitovými horninami. Kromě společného výskytu v horninových asociacích hyperalkalických vulkanických oblastí existují i příklady společného výskytu v jednom intruzívním tělese. Bylo popsáno z komplexu Alnö složené žíly karbonatitu s mladším olivínovým melilititem a karbonatitu s kimberlitem, jež intrudovaly do extenzních puklin. Nejužší genetický vztah je mezi karbonatity, olivínem chudými nefelínity (melanefelínity bohaté pyroxenem) a fonolity. Tato horninová asociace je typická pro karbonatity ultraalkalických petrografických provincií vyskytujících se uvnitř kontinentálních desek. Základní formou nefelin-karbonatitového vulkanismu je stratovulkán s kalderou a příslušné intruzívní formy. Podle hloubky erozivního řezu jsou na současném povrchu odkryty povrchové i subvulkanické formy karbonatitového vulkanismu: vulkanoplutonické asociace (Fort Portal - Tanzanie), tufové kužely (North Ruri - Keňa), stratovulkány s masivními a struskovitými karbonatitovými lávami (Kerimasi, Meru a Oldoinyo Lengai - Tanzanie), maary (Laacher See v Eifeldu - Německo; Salt Pan - Jihoafrická republika), kolapsní kaldery (Rangwa -Keňa), explozivní diatremy (Aršan a Južny - Jižní Sibiř, Muske Khudag - Mongolsko), pravé žíly, diatremy a pně (mejmečitsko-kotujská oblast - severozápadní Sibiř, dále Bayan Khushu, Muske Khudag a Ulugei Chid - Mongolsko), kuželové žíly (západo-keňská oblast Homa Bay - Afrika) i ložní žíly (Kaluwe - Afrika). Alkalické ultrabazické intruzívní komplexy typu Alnö (hluboko erodované nefelínit-karbonatitové vulkány velkých rozměrů) vykazují vnitřní koncentrickou kruhovou stavbu. Jsou v nich rozlišovány kruhové, kuželové a radiální žíly. Na alkalickém kruhovém komplexu Alnö mohou kuželové žíly intrudovat z několika různých hloubkových úrovní - intruzívních center, situovaných nad sebou a vysílajících k povrchu chemicky odlišná magmata. S hloubkou ohniska se zvyšuje jejich bazicita. Bylo popsáno i spirální uspořádání intruzívních center devíti dílčích komplexů alvikitických kuželových žil, intrudujících do sovitového pně.

Vývoj nefelínit-karbonatitových vulkanických asociací začíná ijolitovým magmatem a končí karbonatity. Silně jsou zastoupeny fonolity a fonolitové, karbonatitové, karbonatit-trachytové a pseudotrachytové brekcie, aglomeráty a tufy. V nefelínit-karbonatitových vulkanických komplexech následují intruze karbonatitů po ijolitech a chovají se navzájem nezávisle. Karbonatitové intruzívní komplexy vyšších úrovní kůry mají zpravidla určitý sled intruzí od raných sovitů, vyvolávajících fenitizaci, přes alvikity, a ferrokarbonatity se zvýšeným obsahem Th, REE a fluoritovou mineralizací, k pozdním hydrotermálním a reziduálním alvikitům s charakteristickým výskytem barytu, celestinu a různých forem SiO2. Dolomitové karbonatity jsou odkryty v hlubších erozivních úrovních alkalických komplexů, kde tvoří soustavy kuželových žil spolu s alvikity a ferrokarbonatity. Kalcitové sovity raných stadií tvoří mělké pně v mladých karbonatit-nefelínitových vulkanických komplexech (např. oblast Homa Bay v západní Keni). Na karbonatity pozdních intruzí není (až na výjimky - ferrokarbonatity) vázána fenitizace, avšak jsou často nositeli Ba, Sr a REE.