El brillante más apreciado y la mina del simple lápiz que tenemos sobre la mesa son químicamente la misma sustancia: carbono. Su única, pero importante diferencia radica en la ordenación de los átomos. 

El diamante es carbono cristalizado en el sistema regular, transparente, si bien algunos diamantes presentan ligeras tonalidades. Es la sustancia más dura que se conoce (número 10 de la escala de Mohs). En joyería su valor se aprecia en quilates (un quilate es igual a 0,205 gramos). En cambio, el grafito cristaliza en el sistema hexagonal, es blando y untoso al tacto. Es muy resistente al calor y a la acción de los reactivos químicos.

El carbono es un cuerpo simple, sólido y metaloide, de número atómico 6 y masa atómica 12,01, que presenta diversas variedades alotrópicas, como las cristalinas ya reseñadas, el diamante y el grafito, constituidas por carbono muy puro. En cuanto al carbono amorfo, existe mezclado o combinado con diversas impurezas en los carbones naturales y artificiales. Los vegetales que durante el período carbonífero quedaron enterrados dieron origen al carbón llamado hulla. La variedad más antigua se denomina antracita, y el lignito es posterior a la hulla, siendo la turba el más reciente de todos, de estructura más blanda y con menos contenido de carbono.

Por destilación seca de la madera, se obtiene un carbón muy poroso y muy resistente a la acción del aire y de la humedad, denominado carbón vegetal. Otra variedad de carbón es el carbón animal procedente de la destilación de los huesos, que se emplea para blanquear el azúcar, debido a su poder absorbente. El negro de humo es un carbón muy puro que proviene de los humos de la combustión de determinadas sustancias como el alcanfor y se utiliza en la industria de las tintas.

Un compuesto muy importante del carbono es el dióxido de carbono, o anhídrido carbónico, que es uno de los constituyentes del aire. Es un gas incoloro e inodoro; puede licuarse a temperatura ambiente, y si en este estado se deja fluir en un saco de tela, parte de él solidifica en forma de una masa blanca, conocida como nieve carbónica, que sublima a la presión atmosférica y se utiliza para refrigerar alimentos y helados. El agua de Vichy así como las aguas «con gas» o seltz son disoluciones acuosas de este gas a 3-4 atmósferas de presión. También se utiliza en refrigeración y en la fabricación de extintores de incendios.

Es conveniente distinguir el óxido del dióxido de carbono. El primero (Co), o monóxido, se produce por la combustión incompleta del carbón y a él se deben los casos de asfixia por estufas y braseros mal encendidos. El segundo, o anhídrido carbónico (Co2), es también nocivo y se produce en la respiración de los seres vivos. En la función clorofílica las plantas lo absorben para sintetizar hidratos de carbono y desprenden el oxígeno sobrante. Este proceso únicamente se desarrolla en presencia de la luz solar. Durante la noche se invierte el proceso, por lo que, ¡ojo!, no es conveniente dormir en habitaciones cerradas donde haya abundancia de plantas por el Co2 que expelen.