De acordo com a University of Bristol School of Chemistry, os átomos de carbono formam muitos tipos diferentes de compostos porque cada átomo pode formar ligações fortes com até quatro outros átomos. Isso permite que o elemento crie uma matriz de moléculas. Esta característica estrutural do carbono confere várias características comuns às moléculas compostas por ele.
A razão pela qual o carbono é capaz de formar quatro ligações fortes é porque ele tem quatro elétrons livres na camada externa do elétron, de acordo com o Clinton Community College. O fato de os átomos de carbono se ligarem fortemente a outros elementos impede que a maioria das moléculas baseadas em carbono mudem de forma em temperaturas normais, conforme explicado pela Universidade de Bristol. No entanto, em temperaturas incrivelmente altas, como as experimentadas durante a combustão, as moléculas à base de carbono são altamente reativas. Na verdade, cada composto de carbono do planeta que forma tecidos vivos pode ser queimado para liberar a energia armazenada em suas ligações.
De acordo com a Universidade de Bristol, uma característica importante das moléculas baseadas em carbono é que poucas são solúveis em água, devido ao arranjo dos átomos. Isso é importante porque os organismos vivos, em grande parte construídos a partir de moléculas baseadas em carbono, têm contato frequente com a água. Se as moléculas baseadas em carbono fossem fortemente solúveis em água, a pele humana se dissolveria ao tocar na água.
