Uhlík je jedním z mála prvků, které se v přírodě vyskytují v nativní nebo volné elementární formě. Existuje řada forem uhlíku, tzv. alotropů, které se skládají z čistých atomů uhlíku, ale jsou uspořádány v různých krystalových mřížkách. Mezi tyto formy patří hexagonální grafit, kosočtverečný grafit, diamant, buckminsterfulleren a amorfní uhlík (ve skutečnosti se nejedná o krystalickou formu). Většina forem uhlíku, s výjimkou diamantu, má černou až šedočernou barvu. V závislosti na množství grafitu, amorfního uhlíku nebo jiných znečišťujících prvků se diamant může vyskytovat v barvách od čiré vodní bílé přes odstíny černé, šedé, žluté, červené, oranžové, modré a zelené.
Čistý uhlík je poměrně reaktivní prvek a přímo se slučuje s mnoha chemickými prvky, zejména s těmi, které jsou považovány za oxidační činidla. Uhlík má obzvláště silnou afinitu ke kyslíku buď ve formě plynného kyslíku, nebo jako kyslík obsažený v chemické kombinaci s jinými prvky. Jeho schopnost slučovat se s kyslíkem z něj činí silné a užitečné redukční činidlo (látka, která odevzdává elektrony, což vede ke snížení náboje redukovaného iontu nebo atomu). Jako příklad lze uvést pevný uhlík, který se používá k redukci železa z jeho oxidu (Fe+3 na Fe0) ve vysoké peci nebo v jiných podobných procesech, při nichž se kovové prvky redukují z jejich oxidových rud.
Nejdůležitější vliv uhlíku na lidstvo má skutečnost, že uhlík je základním stavebním prvkem života, jak ho známe. Každá rostlina, živočich a vše živé mezi nimi je založeno na uhlíku. Žádná forma života na planetě Zemi není bez uhlíku ve své struktuře. Na uhlíku je založena celá věda o organické chemii, která se zabývá studiem sloučenin uhlíku.
.