Il patrono di Carbonia è san Ponziano, festeggiato il giovedì successivo alla seconda domenica di maggio nella chiesa a lui dedicata, situata nella centrale piazza Roma: inaugurata insieme alla città nel 1938 e consacrata il 18 novembre dell'anno seguente, fu realizzata in stile neoromanico su progetto degli architetti Cesare Valle e Ignazio Guidi, gli stessi che curarono il piano urbanistico della fondazione cittadina; al suo interno si conservano quadri lignei di Eugenio Tavolara raffiguranti la Via Crucis.
Carbonia nacque infatti negli anni Trenta per volere del regime fascista, che decise di fondare una nuova città mineraria al servizio delle miniere di carbone avviate in quegli anni nel Sulcis per sopperire alle necessità energetiche dell'Italia autarchica: il nome stesso, denominazione dal sapore futurista, significa letteralmente «terra o luogo del carbone». La città fu costruita a ridosso della miniera di Serbarìu, inglobando l'omonimo borgo ottocentesco come proprio rione sud-orientale. Il 9 giugno 1935 Benito Mussolini, in visita a Bacu Abis, annunciò l'istituzione del bacino carbonifero del Sulcis; dopo la caduta del fascismo, le miniere sulcitane rimasero per anni le uniche in grado di garantire adeguati livelli di produzione in Italia, dopo che l'Istria e i suoi giacimenti erano passati alla Jugoslavia.