O elemento carbono é um sólido em seu estado normal, abandonando uma fase líquida e sublimando de sua fase sólida diretamente em um gás a 6.917 graus Fahrenheit. A estrutura atômica única do carbono prontamente forma ligações excepcionalmente fortes com outros átomos.
Na sua fase sólida, o carbono pode ocorrer em diferentes formas, ou alótropos. Grafite (um dos minerais naturais mais suaves) e diamante (um dos mais duros) são ambas formas de carbono puro, apesar de possuírem propriedades muito diferentes. O carbono forma a base de todas as formas de vida conhecidas e de um grande número de outros compostos importantes. A química orgânica é o estudo de compostos que contêm carbono.