Il carbonio è uno dei pochi elementi che si trovano in natura nella sua forma elementare nativa o libera. Ci sono un certo numero di forme di carbonio, conosciute come allotropi, che sono composti da atomi di carbonio puro ma sono disposti in diversi reticoli cristallini. Alcune di queste forme includono la grafite esagonale, la grafite romboedrica, il diamante, il buckminsterfullerene e il carbonio amorfo (non proprio una forma cristallina). La maggior parte delle forme di carbonio, escluso il diamante, sono di colore nero o grigio-nero. A seconda della quantità di grafite, carbonio amorfo o altri elementi contaminanti, il diamante può essere trovato in colori che vanno dal bianco acqua chiara attraverso le sfumature di nero, grigio, giallo, rosso, arancione, blu e verde.
Il carbonio puro è un elemento relativamente reattivo e si combina direttamente con molti elementi chimici, specialmente quelli considerati agenti ossidanti. Il carbonio ha un’affinità particolarmente forte per l’ossigeno, sia sotto forma di ossigeno gassoso, sia come ossigeno contenuto in combinazione chimica con altri elementi. La sua capacità di combinarsi con l’ossigeno lo rende un potente e utile agente riducente (una sostanza che dona elettroni con conseguente riduzione della carica dello ione o dell’atomo ridotto). Per esempio, il carbonio solido è usato per ridurre il ferro dal suo ossido (Fe+3 a Fe0) nell’altoforno o in altri processi simili in cui gli elementi metallici sono ridotti dai loro minerali di ossido.
L’impatto più importante del carbonio sulla razza umana è il fatto che il carbonio è il blocco di base della vita, come la conosciamo. Ogni pianta, animale e tutto ciò che è vivo si basa sul carbonio. Nessuna forma di vita sul pianeta terra è priva di carbonio nella sua struttura. L’intera scienza della chimica organica, che è lo studio dei composti del carbonio, è basata sul carbonio.