Ponieważ karbeny są cząsteczkami o dużej energii, muszą być otrzymywane z wysokoenergetycznych prekursorów, lub dodatkowa energia musi być dostarczona ze źródeł zewnętrznych. Do otrzymywania karbenów często wykorzystuje się przemiany chemiczne indukowane światłem, tzw. reakcje fotochemiczne, ponieważ energia zaabsorbowanego światła jest pobierana do wysokoenergetycznych struktur. Najczęściej stosowanymi prekursorami karbenów są związki organiczne zawierające grupę diazową (dwa atomy azotu połączone ze sobą i z atomem węgla wiązaniem podwójnym). Struktura molekularna związków diazowych jest reprezentowana przez uogólniony wzór
, w którym R i R′ reprezentują dwie grupy organiczne, które mogą być takie same lub różne. W wyniku fotolizy lub pirolizy (poddania działaniu światła lub ciepła, odpowiednio), związki diazowe ulegają rozszczepieniu, dając odpowiedni karben i wolną cząsteczkę azotu. Diaziryny, które są związkami pierścieniowymi lub cyklicznymi, o strukturze podobnej do związków diazowych, ulegają tej samej reakcji rozszczepienia i są często wykorzystywane jako prekursory karbenów. Wytwarzanie karbenu ze związku diazowego przebiega w sposób przedstawiony poniżej:
Gdy fotolizę związków diazowych przeprowadza się w bardzo niskiej temperaturze w niereaktywnym środowisku stałym, często można zapobiec dalszej reakcji otrzymanego karbenu. Mierzalne ilości karbenu mogą zatem utrzymywać się w ośrodku stałym lub matrycy przez długi czas. Na przykład metylen, najbardziej reaktywny ze wszystkich karbenów, został wytworzony w krystalicznej matrycy z obojętnego gazu ksenonu (schłodzonego do temperatury wrzenia helu), w której utrzymywał się wystarczająco długo, aby można go było zbadać. Wiele innych karbenów zostało wyprodukowanych przez podobne techniki izolacji matrycy.
Rozkład fotolityczny niektórych ketenów, substancji, których cząsteczki zawierają dwa atomy węgla i atom tlenu połączone wiązaniami podwójnymi,
daje tlenek węgla i karbeny, jak pokazano w poniższym równaniu:
W pewnych okolicznościach cyklopropany, których cząsteczki zawierają trójczłonowe pierścienie węglowe, mogą służyć jako prekursory karbenów w reakcjach fotochemicznych. Na przykład 1,1,2,2,-tetraphenylcyclopropane jest przekształcany do difenylokarbenu w reakcji
Powstawanie karbenów na drodze elektrycznie naładowanych, lub jonowych, produktów pośrednich jest przykładem reakcji chloroformu z silną zasadą, tert-butlenkiem potasu. W pierwszym etapie tej reakcji, proton lub jon wodorowy (H+) jest usuwany z cząsteczki chloroformu w normalnej reakcji kwasowo-zasadowej. Powstały trichlorometan potasu traci następnie chlorek potasu, dając dichlorokarben. Inne haloformy, związki zgodne ze wzorem HCX3, w którym X oznacza atom chloru, bromu lub jodu, reagują w równoważny sposób, tworząc odpowiednie dihalokarbeny.
.