Węgiel jest jednym z niewielu pierwiastków, które występują w przyrodzie w swojej rodzimej lub wolnej postaci. Istnieje wiele form węgla, znanych jako alotropów, które składają się z czystych atomów węgla, ale są ułożone w różnych sieciach krystalicznych. Niektóre z tych form obejmują grafit heksagonalny, grafit romboedryczny, diament, buckminsterfullerene i węgiel amorficzny (nie jest tak naprawdę formą krystaliczną). Większość form węgla, z wyjątkiem diamentu, ma kolor od czarnego do szaro-czarnego. W zależności od ilości grafitu, amorficznego węgla lub innych elementów zanieczyszczających, diament można znaleźć w kolorach, począwszy od czystej wody biały poprzez odcienie czarnego, szary, żółty, czerwony, pomarańczowy, niebieski i green.
Czysty węgiel jest stosunkowo reaktywny element i łączy się bezpośrednio z wielu elementów chemicznych, zwłaszcza tych uważanych za utleniacze. Węgiel ma szczególnie silne powinowactwo do tlenu, albo w postaci tlenu gazowego, lub jako tlen zawarty w połączeniu chemicznym z innymi elementami. Jego zdolność do łączenia się z tlenem czyni go zarówno silnym, jak i użytecznym reduktorem (substancją, która oddaje elektrony, powodując zmniejszenie ładunku redukowanego jonu lub atomu). Jako przykład, stały węgiel jest używany do redukcji żelaza z jego tlenku (Fe+3 do Fe0) w wielkim piecu lub w innych podobnych procesach, w których elementy metaliczne są redukowane z ich rud tlenkowych.
Najważniejszym wpływem węgla na rasę ludzką jest fakt, że węgiel jest podstawowym budulcem życia, jakie znamy. Każda roślina, zwierzę i wszystko pomiędzy, co żyje, jest oparte na węglu. Żadna forma życia na planecie Ziemia nie jest pozbawiona węgla w swojej strukturze. Cała nauka chemii organicznej, która jest badaniem związków węgla, opiera się na węglu.
.