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Sous forme de charbon de bois, de suie ou de charbon, le carbone a été utilisé depuis la préhistoire. Sous forme de diamant, il est connu depuis les temps les plus anciens. Alors que le graphite est l'un des matériaux les plus mous, le diamant est le matériau le plus dur. Depuis quelques années, une nouvelle forme de molécule de carbone a été découverte. Ces fullérites (molécules de 60 à 80 atomes de carbone) ressemblent un peu à un ballon de football ou à un dôme géodésique et ils intéressent beaucoup les chercheurs car on pense qu'ils pourraientt être utilisée pour renfermer, par exemple, des molécules de médicament.
Il y a peu, on a aussi découvert des nanotubes de graphite comme ce tube de graphite hélicoïdal.

Le carbone est très répandu dans l'univers : on le trouve en abondance dans les comètes, les étoiles et l'atmosphère de la plupart des planètes. C'est un élément essentiel à la vie des plantes et des animaux et il est présent dans tous les composés organiques.

Un de ses isotopes, ¹⁴C est utilisé pour la datation des trouvailles archéologiques. Les industries chimique et métallurgique utilisent de grandes quantités de carbone.

Certains de ses composés comme CO (monoxyde de carbone) et CN ^- (ion cyanure) sont très toxiques, voire mortels pour les mammifères. Les gaz organiques comme CH₄ (méthane), C₂H₄ (éthylène) et C₂H₂ (acéthylène) forment des mélanges explosifs avec l'air.