Kohlenstoff kann in verschiedenen Formen vorkommen, darunter Graphit, einer der weichsten natürlich vorkommenden Stoffe, und Diamant, einer der härtesten natürlich vorkommenden Stoffe. Kohlenstoff hat den höchsten Schmelzpunkt aller Elemente und in der Diamantform die höchste Wärmeleitfähigkeit aller Elemente.
Kohlenstoff ist nach Wasserstoff, Helium und Sauerstoff das vierthäufigste chemische Element im Universum. Kohlenstoff ist in der Sonne, in Sternen, Kometen und in der Atmosphäre der meisten Planeten reichlich vorhanden.
Kohlen wird als Kohle als Brennstoff verwendet. Als Graphit wird es als Schmiermittel, für Bleistiftspitzen, Hochtemperaturtiegel, Trockenzellen und Elektroden verwendet. Als Diamant wird er in Schmuck verwendet und wird in der Industrie zum Schneiden, Bohren, Schleifen und Polieren verwendet. Ruß wird als schwarzes Pigment in Druckfarbe verwendet. Kohlenstoff wird auch bei der archäologischen chemischen Datierung und zur Bildung von Legierungen mit Eisen verwendet, wodurch Kohlenstoffstahl entsteht.
Kohlenstoff hat eine Affinität zur Bindung mit anderen kleinen Atomen, einschließlich anderer Kohlenstoffatome, und ist in der Lage, mehrere stabile kovalente Bindungen mit ihnen einzugehen. Kohlenstoff geht mit Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und anderen Elementen eine Reihe von Verbindungen ein. Seine Fähigkeit, langkettige, komplexe Verbindungen zu bilden, macht Kohlenstoff zur Grundlage allen Lebens auf der Erde.