Carbonia è una cittadina ex mineraria di circa 30 mila abitanti, situata nella Sardegna sud-occidentale.
La città fu costruita dopo che, alla fine del 1936,fu individuato il bacino carbonifero di Sirai-Serbariu che si rivelò di eccezionale vastità.
La città fu inaugurata da Mussolini il 18/12/1938. Dal punto di vista architettonico è caratterizzata dai tipici elementi della città fascista. Al centro si trova la Piazza Roma intorno alla quale sorgono i principali edifici: la Torre Littoria (alta 27.5 m ed oggi Torre Civica), il Municipio, la Chiesa, il Dopolavoro, il Cinema-Teatro e due grandi fontane..
La chiesa di Santa Maria si trova nella frazione di Flumentepido, sulla strada che da Carbonia porta a Portoscuso, ed è situata sopra una piccola altura. E' stata edificata nel XI secolo in stile romanico, ed ha una navata unica senza abside. La facciata che in origine era semplice, a capanna con campanile a vela, nel Seicento è stata arricchita di un portico. All'interno la chiesa conserva elementi originali, come la muratura in conci di trachite rossa. I muri laterali presentano ognuno una piccola finestra modanata, la copertura è a capriate, con tetto di legno. Questa chiesa è stata proprietà dei monaci di Montecassino dal 1066, quando fu loro donata dal Giudice di Cagliari, Torchitorio. I monaci fecero delle modifiche all'impianto originale e costruirono anche un monastero, di cui restano pochissime tracce ricoperte dalla vegetazione, nei pressi della chiesa, a poche centinaia di metri verso est. L'edificio è stato recentemente restaurato.
Inizialmente gli spazi abitativi di Carbonia hanno tenuto conto della struttura piramidale dei ruoli esistenti in miniera e della gerarchia fascista: il centro è riservato alle case dei dirigenti (Villa Sulcis, oggi Museo Archeologico, era la residenza ufficiale del Direttore delle miniere di carbone della città), poco lontano si trovano le palazzine degli impiegati mentre modeste case per operai occupano i quartieri della periferia.
Dopo un primo periodo di intensa attività estrattiva, con l'avanzare della seconda guerra mondiale, il ritmo produttivo registra un notevole rallentamento.
Alla caduta del fascismo, vi è una ripresa (il Carbone Sulcis rappresenta l'unico combustibile disponibile in Italia per il rilancio dell'apparato industriale nazionale) ed una seconda fase dello sviluppo di Carbonia sia dal punto di vista demografico che economico. Ma ben presto la riapertura dei mercati internazionali e la concorrenza del carbone straniero, avvia l'industria mineraria ad una crisi lenta ma inesorabile che diede luogo ad una vasta mobilitazione operaia e cittadina. Questa, insieme con quella delle vicine industrie di Portovesme, ha creato in tutto il Sulcis una difficile situazione economica a cui si cerca di dare una risposta soprattutto attraverso attività quali turismo, cultura e servizi.
Il Museo Archeologico "Villa Sulcis" raccoglie materiali datati fra il Neolitico Antico ed il periodo Bizantino, provenienti da numerosi siti, in gran parte del territorio comunale di Carbonia:il riparo sotto roccia di Su Garroppu(Sirri); le necropoli di Monte Crobu e di Cannas di Sotto; gli anfratti di Coderra; il villaggio preistorico di Barbusi; la grotta A.Ca.I.; il nuraghe Sirai; la grotta di Baccu Arrus.
Museo di Paleontologiae Speleologia "E.A. Martel" propone un excursus naturalistico ordinato cronologicamente che ha inizio con gli esemplari fossili delle prime forme di vita comparse sul nostro pianeta circa 600 milioni di anni fa e termina con la comparsa dell'uomo, con resti di archeociatine, trilobiti, brachiopodi, graptoliti, i primi cefalopodi, le felci del carbonifero, pesci, rettili, ammoniti, crostacei, sino all'orso delle caverne, l'elefante nano ed il Prolagus. Grazie ai reperti esposti si ha la testimonianza, a volte spettacolare, dell'evoluzione paleo-biologica della Terra, culminata con la comparsa dei primi ominidi fino all'Homo sapiens sapiens, i cui resti ossei sono completati da alcuni reperti archeologici fittili e litici che testimoniano l’antica civiltà sarda.