碳构成地球生命的基础，数百万种含碳化合物构成了所有生物的18％。碳可以与其他原子形成稳定的共价键，并显示为长链或强互连的碳-碳键环。这些导致地球上存在的碳化合物的多样性和复杂性。
这些碳化合物包括在活生物体细胞中发现的有机分子，例如蛋白质，碳水化合物和DNA，以及无机化合物，例如碳氧化物。有机分子的研究构成了一个称为有机化学的专业领域。碳还可以与金属作为有机金属化合物形成共价键。血红蛋白的氧结合位点即卟啉铁就是这样的例子。
尽管自然界中碳丰富，但在正常条件下碳相对没有反应性。在标准温度下，它对酸（硫酸或盐酸）或碱不起作用。在此温度下对氧化也稳定。但是，在更高的温度下，碳可以与氧气反应形成碳氧化物（CO2和CO），与硫气形成二硫化碳，与硅反应形成碳化物。