这种元素有多种纯净形式，包括石墨、金刚石、富勒烯和石墨烯。

钻石是一种无色透明的结晶固体，是已知最坚硬的材料。 石墨呈黑色，有光泽但柔软。 纳米形式的富勒烯和石墨烯呈黑色或深棕色，烟灰状粉末。碳在元素中是独一无二的，因为它能够形成牢固键合的链，并被氢原子密封。 这些碳氢化合物作为化石燃料（煤、石油和天然气）自然提取，主要用作燃料。 一小部分但重要的部分被用作生产聚合物、纤维、油漆、溶剂和塑料等的石化工业的原料。木炭（来自木材）和焦炭（来自煤）形式的不纯碳用于金属冶炼。 它在钢铁工业中尤为重要。石墨用于制造铅笔、制造电动机中的电刷和炉衬。 活性炭用于净化和过滤。 它存在于呼吸器和厨房抽油烟机中。碳纤维作为一种非常坚固但重量轻的材料正在被广泛使用。 目前用于网球拍、滑雪板、钓鱼竿、火箭和飞机。工业金刚石用于切割岩石和钻孔。 金刚石薄膜用于保护刀片等表面。最近发现的碳纳米管、其他富勒烯和石墨烯的原子薄片彻底改变了电子行业和纳米技术的硬件发展。