Il carbonio può esistere in varie forme, inclusa la grafite, una delle sostanze più morbide presenti in natura, e il diamante, una delle sostanze più difficili presenti in natura. Il carbonio ha il più alto punto di fusione di tutti gli elementi e, nella forma del diamante, ha la più alta conduttività termica di qualsiasi elemento.
Il carbonio è il quarto elemento chimico più abbondante nell'universo in termini di massa dopo idrogeno, elio e ossigeno. Il carbonio è abbondante nel sole, nelle stelle, nelle comete e nelle atmosfere della maggior parte dei pianeti.
Il carbone, come carbone, è usato come combustibile. Come grafite, è usato come lubrificante, per punte di matita, crogioli per alte temperature, celle a secco ed elettrodi. Come un diamante, è usato in gioielleria ed è nell'industria per il taglio, la foratura, la molatura e la lucidatura. Il nero di carbonio è usato come pigmento nero nell'inchiostro da stampa. Il carbonio è anche usato nella datazione archeologica chimica e per formare leghe con il ferro, creando acciaio al carbonio.
Il carbonio ha un'affinità per legarsi con altri piccoli atomi, inclusi altri atomi di carbonio, ed è in grado di formare legami covalenti multipli stabili con essi. Il carbonio forma un numero di composti con idrogeno, ossigeno, azoto e altri elementi. La sua capacità di formare composti complessi a catena lunga rende il carbonio la base di tutta la vita sulla Terra.
