องค์ประกอบคาร์บอนเป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่มีอิเล็กตรอนหกตัว Charcoal เป็นรูปแบบของคาร์บอนถูกใช้มาตั้งแต่สมัยก่อนประวัติศาสตร์ ชื่อคาร์บอนมาจากคาร์ โบ คำภาษาละตินซึ่งหมายถึงถ่าน คาร์บอนสามารถพบได้ในวัสดุอินทรีย์เช่นพืชและสัตว์และในวัสดุอนินทรีย์เช่นแร่ธาตุและแร่ ธาตุคาร์บอนหมายถึงรูปแบบอนินทรีย์ของคาร์บอนซึ่งสามารถพบได้ในรูปแบบผลึกและอสัณฐาน
รูปแบบผลึกมีอะตอมของธาตุคาร์บอนที่จัดเรียงในรูปแบบปกติในขณะที่อะตอมของคาร์บอนในรูปแบบสัณฐานไม่มีรูปแบบปกติ ธาตุคาร์บอนทั้งสองรูปแบบเป็นผลึกคือเพชรและกราไฟต์ โครงสร้างผลึกเพชรถูกสร้างขึ้นโดยอะตอมของคาร์บอนแต่ละอะตอมสร้างพันธะโควาเลนต์โดยการแบ่งปันอิเล็กตรอนคู่กับอะตอมของคาร์บอนอีกสี่ตัว พันธะโควาเลนต์เป็นพันธะเคมีที่แข็งแกร่งที่สุดที่มนุษย์รู้จัก เพชรเป็นสารที่รู้จักยากที่สุดและมีความผันผวนน้อยที่สุดที่มีจุดหลอมเหลว 6,242 ° F (3,550 ° C)
โครงสร้างผลึกของกราไฟต์นั้นเกิดจากอะตอมของคาร์บอนที่สร้างพันธะหกเหลี่ยมที่แน่นกับอะตอมอื่น ๆ ในระนาบเดียวกันและพันธะที่หลวมระหว่างอะตอมในระนาบต่าง ๆ พันธะที่หลวมระหว่างระนาบทำให้กราไฟท์อ่อนมากและทำให้สามารถใช้กราไฟท์เป็นสารหล่อลื่น แกรไฟต์เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ดี
ก่อนปี พ.ศ. 2498 เพชรทั้งหมดมาจากแหล่งธรรมชาติ ในปี 1955 การทดสอบในห้องปฏิบัติการพิสูจน์ว่าการใช้แรงดันและอุณหภูมิสูงกับกราไฟท์ต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถสร้างเพชรสังเคราะห์ได้ เพชรสังเคราะห์ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับอุตสาหกรรม
คาร์บอน Amorphous ถูกสร้างขึ้นเมื่อวัสดุที่มีคาร์บอนถูกเผาไหม้โดยไม่มีออกซิเจนเพียงพอเพื่อให้การเผาไหม้สมบูรณ์ คาร์บอนแบล็คที่เป็นผลลัพธ์สามารถใช้สร้างแกนแบตเตอรี่เซลล์แห้งหมึกสีและเป็นองค์ประกอบที่สำคัญในการผลิตผลิตภัณฑ์ยาง คาร์บอนแบล็คยังเป็นผลพลอยได้จากไฟป่าและการเผาไหม้เชื้อเพลิงในรถยนต์ไม่เพียงพอโรงงานผลิตและการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหิน เชื้อเพลิงดีเซลสร้างคาร์บอนสีดำมากกว่าน้ำมันเบนซินในระหว่างการเผาไหม้ คาร์บอนแบล็คสามารถทำให้เกิดปัญหาสุขภาพและสิ่งแวดล้อม
สสารฝุ่นละเอียดที่อาจทำให้เกิดปัญหาสุขภาพคือคาร์บอนอสัณฐาน โรคหอบหืดและหลอดลมอักเสบเรื้อรังมีการเชื่อมโยงกับคาร์บอนแบล็คและมีหลักฐานว่าคาร์บอนแบล็กหรือเขม่าอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคถุงลมโป่งพองและมะเร็งปอด คาร์บอนแบล็คยังเป็นปัจจัยในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เนื่องจากคาร์บอนสีดำยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศเป็นเวลานานหลายสัปดาห์มากกว่าศตวรรษที่คาร์บอนไดออกไซด์ทำอยู่การลดการปล่อยคาร์บอนสีดำจึงเป็นวิธีหนึ่งที่เร็วที่สุดในการลดผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก
