Eine der wichtigsten chemischen Eigenschaften von Kohlenstoff ist, dass er sich leicht in langen Ketten mit anderen Elementen verbinden kann. Dies ist der Hauptgrund, warum Kohlenstoff die Grundlage für das Leben auf der Erde ist.
Der Grund, warum Kohlenstoff lange Ketten bilden kann, liegt darin, dass er vier offene Valenzelektronenpunkte hat, sodass er gleichzeitig mit vier anderen Elementen binden kann. Kohlenstoff verbindet sich mit Sauerstoff beispielsweise zu Kohlenmonoxid oder Kohlendioxid. Kohlendioxid ist das, was der Mensch beim Atmen ausatmet. Wenn die Sauerstoffmenge im Raum begrenzt oder aufgebraucht ist, wird daraus Kohlenmonoxid, das giftig ist.
Kohlenstoff bildet mehr Verbindungen als jedes andere Element zusammen. Der Wissenschaft sind derzeit mehrere Millionen verschiedene Kohlenstoffverbindungen bekannt. Das Element wird in der organischen Chemie benötigt, aber seine Fähigkeit, lange Bindungen zu bilden, zeigt sich auch an anderen Stellen wie Diamanten, bei denen es sich um lange Kristallformationen aus Kohlenstoffmolekülen handelt.
Neue Formen von Kohlenstoffketten wie Buckyballs sind sehr stark und schwer zu brechen. Es gibt nur wenige andere Elemente, die diese Eigenschaft haben, darunter Silizium. Deshalb glauben manche Leute, dass Silizium das sein könnte, woraus Außerirdische bestehen, wenn sie nicht wie alles Leben auf der Erde aus Kohlenstoff bestehen.