Il carbonio ha numerose proprietà fisiche e alcune di queste proprietà sono molto diverse a seconda della forma strutturale delle molecole. La durezza minerale del carbonio è misurata a 0,5 per la grafite e 10,0 per i diamanti. Alcune delle proprietà uniche degli elementi di carbonio includono punti di fusione estremamente alti, come 6400 gradi Fahrenheit e punti di ebollizione, come 7281 gradi Fahrenheit. A temperatura ambiente, il carbonio si trova allo stato solido.
Il carbonio è classificato come non metallico. Il carbonio è altamente trasparente nella sua forma a diamante, ed è opaco e nero come grafite. Come un diamante, il carbonio è una delle sostanze più difficili conosciute, mentre la grafite di carbonio è molto più morbida. I diamanti sono a mala pena elettricamente conduttivi, mentre la grafite è un conduttore eccellente. Il carbonio in qualsiasi forma è molto fragile e non può essere arrotolato in fili o pestato in fogli. L'elemento forma una struttura reticolare diagonale e una struttura cristallina esagonale.
Le proprietà fisiche di un elemento sono quelle caratteristiche che possono essere osservate senza modificare la sostanza in un'altra sostanza. Le proprietà fisiche sono solitamente quelle che possono essere osservate usando i cinque sensi. Tali proprietà osservabili includono colore, lucentezza, punto di congelamento, punto di ebollizione, punto di fusione, densità, durezza e odore.
