Il carbonio reagisce con l'ossigeno. Quando viene bruciato, il carbonio produce anidride carbonica e monossido di carbonio. Il carbonio non reagisce con acqua, acidi o altri composti chimici, ma gli atomi di carbonio possono unirsi con gli atomi di ossigeno e idrogeno per formare refrigeranti, solventi, lubrificanti e combustibili fossili. È la base della chimica organica.
Il carbonio ha molte forme diverse, come la grafite utilizzata nelle matite, nel carbone e nei diamanti. È il sesto elemento più comune nell'universo e il secondo elemento più comune nel corpo umano. Si verifica in minerali come i carbonati di calcio e magnesio. I diamanti artificiali possono essere creati in laboratorio sottoponendo il carbonio puro a pressioni e temperature estremamente elevate.