El carbono incluye varias formas alotrópicas entre las cuales encontramos el grafito, una de las sustancias más blandas que existen y el diamante, una de las más duras según la escala de Mohs. Además, desde el punto de vista económico, el carbono en forma de carbón es  uno de los materiales más baratos y en forma de diamante uno de los más caros. El carbono presenta una gran afinidad para enlazarse químicamente con otros átomos pequeños, incluyendo los propios átomos de carbono que unidos entre sí forman largas cadenas carbonadas. Gracias a su pequeño radio atómico pueden permite formarse enlaces múltiples entre los carbonos, originando así enlaces dobles y triples. Debido a estas características, al enlazarse con el oxígeno forma el dióxido de carbono, vital para el crecimiento de las plantas (ver ciclo del carbono); con el hidrógeno forma numerosos compuestos denominados genéricamente hidrocarburos, esenciales para la industria y el transporte en forma de combustibles fósiles; y combinado con oxígeno e hidrógeno forma gran variedad de compuestos como, por ejemplo, los ácidos grasos, esenciales para la vida, y los ésteres que dan sabor a las frutas; además es vector, a través del ciclo carbono-nitrógeno, de parte de la energía producida por el Sol.