Le proprietà fisiche del carbonio variano a seconda della sua forma allotropica; il diamante è un solido cristallino, incolore e duro, la grafite è morbida, nera e lucida, e grafene, fullereni e nano-forme sembrano polveri fuligginose o nere simili a fuliggine.
Tutti gli allotropi di carbonio sono solidi in condizioni normali. Il carbonio è il sesto elemento naturale più abbondante nell'universo. Viene per lo più ottenuto da depositi di carbone, ma deve essere ulteriormente elaborato prima che sia considerato idoneo per uso commerciale.
La grafite mescolata con l'argilla è usata nelle matite. Il diamante viene utilizzato per realizzare punte e gioielli. Il carbone, o carbonio impuro, viene utilizzato nell'industria della fusione dei metalli. La fibra di carbonio è estremamente resistente e viene usata per costruire canne da pesca, sci e racchette da tennis, tra l'altro.
