Kohlenstoff stammt aus dem Triple-Alpha-Prozess, der in den Kernen von Riesen- oder Überriesensternen auftritt. Dies ist eine Dreifachkollision von Heliumkernen. Da die dafür erforderlichen Bedingungen bei der Entstehung des Universums nicht eintreten konnten, wurde der gesamte Kohlenstoff nach dem Urknall hergestellt.
Das Element kann auch in kleineren Sternen wie der Sonne und anderen außerirdischen Körpern, einschließlich Kometen und Meteoriten, gefunden werden. Es kommt auf der Erde in freiem Zustand als Graphit, amorpher Kohlenstoff oder Diamant vor. Viele Planeten haben auch Kohlenstoff in ihrer Atmosphäre.
Kohlenstoff ist nicht so häufig wie Wasserstoff, Helium oder Sauerstoff und in der Erdkruste nicht sehr verbreitet. In seiner reinen Form ist es zudem überraschend nicht reaktiv. Dennoch kommt es in allen Lebewesen vor und ist die Grundlage der organischen Chemie. Dies ist die Untersuchung der vielen Arten von Kohlenstoffverbindungen. Bis 2014 wurden über 10 Millionen Kohlenstoffverbindungen entdeckt.
Die Allotrope von Kohlenstoff sind sehr stabil, aber sie unterscheiden sich bemerkenswert. Diamant ist transparent und gehört zu den härtesten bekannten Substanzen, während Graphit weich und opak ist.
Die Ordnungszahl von Kohlenstoff ist 6 und sein Atomgewicht ist 12.0107. Es ist seit der Antike bekannt, wurde aber erst Anfang des 19. Jahrhunderts als Element isoliert.