El carbono es uno de los pocos elementos que se encuentran en la naturaleza en su forma elemental nativa o libre. Hay una serie de formas de carbono, conocidas como alótropos, que se componen de átomos de carbono puros pero dispuestos en diferentes redes cristalinas. Algunas de estas formas son el grafito hexagonal, el grafito romboédrico, el diamante, el buckminsterfullereno y el carbono amorfo (que no es realmente una forma cristalina). La mayoría de las formas de carbono, excepto el diamante, son de color negro o negro grisáceo. Dependiendo de la cantidad de grafito, carbono amorfo u otros elementos contaminantes, el diamante puede encontrarse en colores que van desde el blanco claro del agua hasta tonalidades de negro, gris, amarillo, rojo, naranja, azul y verde.
El carbono puro es un elemento relativamente reactivo y se combina directamente con muchos elementos químicos, especialmente los considerados agentes oxidantes. El carbono tiene una afinidad particularmente fuerte por el oxígeno, ya sea en forma de oxígeno gaseoso o como oxígeno contenido en combinación química con otros elementos. Su capacidad para combinarse con el oxígeno lo convierte en un potente y útil agente reductor (sustancia que dona electrones, lo que da lugar a la reducción de la carga del ion o átomo que se reduce). Por ejemplo, el carbono sólido se utiliza para reducir el hierro a partir de su óxido (Fe+3 a Fe0) en los altos hornos u otros procesos similares en los que los elementos metálicos se reducen a partir de sus minerales de óxido.
El impacto más importante que tiene el carbono en la raza humana es el hecho de que el carbono es el componente básico de la vida, tal y como la conocemos. Todas las plantas, animales y todo lo que está vivo se basa en el carbono. Ninguna forma de vida en el planeta Tierra carece de carbono en su estructura. Toda la ciencia de la química orgánica, que es el estudio de los compuestos de carbono, se basa en el carbono.