O número atômico do carbono é 6 e sua massa atômica é 12,0107 unidades de massa atômica. O número atômico define o número de prótons localizados no núcleo do átomo, então o carbono tem seis prótons. Cada elemento tem seu próprio número atômico.
Como a massa do átomo é composta pelo número de prótons e nêutrons, o carbono também tem seis nêutrons em seu núcleo. Possui seis elétrons ao redor do núcleo, sendo dois no primeiro nível de energia e quatro no segundo nível de energia. Os elétrons não contribuem tanto quanto os nêutrons e os prótons para a massa de um átomo.