Un atomo di carbonio in genere possiede sei elettroni, due nel guscio interno e quattro nel guscio esterno. Questo numero varia a causa di un numero di circostanze, ma un atomo autonomo senza carica contiene sei elettroni.
Il numero di elettroni nel guscio di un atomo di carbonio può variare a causa del possesso di una carica e diventando uno ione o in combinazione con altri atomi. L'interazione con particelle e altri atomi può temporaneamente far cadere un elettrone fuori dalla sua orbita o aggiungerne uno aggiuntivo, dando all'atomo una carica elettrica e facendolo diventare un ione. Il carbonio ha anche quattro spazi aperti sul suo guscio esterno, permettendogli di combinarsi facilmente con altri atomi e condividere con loro degli elettroni extra.