Kohlenstoff wurde erstmals in prähistorischer Zeit als Holzkohle entdeckt. Erst in der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts wurde er als Element erkannt.
Kohlenstoff, vom lateinischen Wort "Carbo", was Holzkohle bedeutet, kommt in der Natur im Überfluss vor. In Kombination kommt es in Kohlendioxid, dem Nebenprodukt der menschlichen Atmung, vor und spielt eine wichtige Rolle bei der Photosynthese.
Die meisten fossilen Brennstoffe sind Kohlenwasserstoffe und Diamanten sind reiner Kohlenstoff, der durch intensive Hitze und immensen Druck gebildet wird. Sie werden tief in der Erdkruste gebildet und können abgebaut werden, da Magma sie an die Oberfläche bringt, wenn es aus dem Kern aufsteigt.