古代就被发现。它是第2周期ⅣA族元素，符号C。地壳中的丰度为0.087%，含量不高，但它的化合物是地球上最多的。地壳中主要以碳酸盐矿形式存在，如石灰石、方解石、大理石主要成分都是CaCO3，还有白云石CaMg(CO3)2、菱铁矿FeCO3、菱镁矿MgCO3等。以单质存在的有金刚石和石墨矿;大气中二氧化碳;煤、石油、天然气等碳氢化合物;动植物体中的脂肪、蛋白质、淀粉、纤维素等都是含碳的化合物。如果说，硅是矿物界的主要元素，那么碳就是生物界的主要元素。
碳有质量数12和13两种稳定同位素。有结晶形碳和无定形碳两种形态，结晶形碳中有金刚石和石墨两种同素异形体。无定形碳有木炭、烟墨、骨炭、煤、焦炭等。与其他元素结合时， 常以最外层的2个或4个电子参与成键，故常见的氧化态有+Ⅱ和+Ⅳ。导热系数比其他非金属高。石墨的导热系数比某些金属的还要高， 同时具有良好的导电性。金刚石是最硬的物质。1953年已制出了人造金刚石。单质碳是一种相当惰性的物质，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂， 但溶于某些熔融的金属中。加热时， 碳可与氧生成一氧化碳或二氧化碳。同硫化合成二硫化碳CS2。热的氧化剂如硝酸和硝酸钾与碳作用，可得到苯六(羧)酸。高温时， 许多金属和碳能发生作用， 生成金属碳化物， 如碳化铁Fe3C、碳化钙CaC2。卤素只有氟能与碳作用。在适当催化剂存在和适当温度下， 碳可同氢化合成某些有机物， 如甲烷CH4、乙炔C2H2等。有机物中都含有碳元素，通常除CO ， CO2，碳化物和碳酸盐外，都归入有机化合物之列。
碳是钢铁和某些其他合金中的重要组分， 是化工、冶金工业方面的重要原料。经过特殊处理、具有很高吸附能力的木炭称为活性炭， 是一种良好的吸附剂， 广泛应用于糖液、油脂、醇类、药剂的脱色净化， 还可用于制作防毒面具等等。天然放射性同位素碳14，半衰期5 000年以上，用来测定地质时代和考古样品及用于生化示踪研究等方面。
