La grafite e i diamanti sono due forme di carbonio che sono puri e si trovano comunemente in natura. Il carbone di legna e il coke sono considerati forme impure di carbonio.
Il carbonio è il sesto elemento più abbondante in natura e costituisce la base per tutte le molecole organiche di tutti gli organismi viventi, inclusi grassi, proteine, carboidrati e acidi nucleici. Dietro l'ossigeno, il carbonio è il secondo elemento più abbondante nel corpo umano, rappresentando il 18% del peso corporeo. Il carbonio forma catene fortemente legate, sigillate dagli atomi di idrogeno per creare idrocarburi, come quelli che si trovano nel carbone, petrolio e gas naturale. La combustione di idrocarburi crea completamente acqua e anidride carbonica.