La coquille d’œuf des oiseaux est constituée en majorité (plus de 95 %) d’une substance minérale appelée carbonate de calcium, et dont la formule chimique est CaCO₃. D’autres espèces animales (serpents, reptiles, insectes) produisent des coquilles d’œufs de composition différente.

Parallèlement, le vinaigre est une solution d’un acide faible appelé acide acétique, et dont la formule chimique est CH₃COOH.

Comme tous les acides, le vinaigre peut se dissocier et fournir des protons H+ à son environnement. Ce sont les protons qui expriment le caractère acide d’une substance dite "acide".

Le carbonate de calcium dont la coquille d’œuf est constituée a une forte propension à se dégrader (on chimie, on parle de "dissolution") lorsqu’il est soumis à des acides. Lors de la réaction du carbonate de calcium avec les protons du vinaigre, la molécule CaCO₃ est scindée en ions calcium Ca²⁺ et ions carbonate CO₃2– qui sont solubles dans l’eau (d’où le terme de "dissolution"). Les ions carbonate se combinent aux protons issus de l’acide acétique, pour former des ions bicarbonate HCO₃– et de l’acide carbonique H₂CO3, qui sont aussi solubles dans l’eau. Et finalement, l’acide carbonique se transforme dans l’eau en dioxyde de carbone CO₂ gazeux et en eau H₂O.

Pour résumer la réaction entre la coquille d’œuf et le vinaigre, le carbonate de calcium solide se solubilise (et donc la coquille disparaît) et des bulles de dioxyde de carbone sont formées. Le processus est lent, mais en immergeant un œuf dans du vinaigre, on verra apparaître de petites bulles de gaz qui se forment à la surface de la coquille qui se dissout.

Le phénomène serait identique avec du jus de citron (acide, puisqu’il contient de l’acide citrique) ou une boisson à base de cola (acide, puisqu’elle contient de l’acide phosphorique). En présence d’un acide fort (par exemple de l’acide chlorhydrique, de l’acide nitrique, de l’acide sulfurique) et concentré, le processus serait nettement plus rapide. Notons également que les roches carbonatées (par exemple la calcite qui constitue la chaîne du Jura) réagissent également avec les acides faibles ou forts pour se dissoudre et provoquer la formation de dioxyde de carbone gazeux.