碳是壹種非常常見的元素，以各種形式廣泛存在於大氣、地殼和生物體內。簡單碳的認識和利用由來已久，碳-有機物的壹系列化合物是生命的基礎。碳是生鐵、熟鐵和鋼的成分之壹。碳能以化學方式結合自身，形成大量化合物，是生物學和商業中的重要分子。生物體中的大多數分子都含有碳。碳是在史前時代發現的，炭黑和煤是人類使用碳的最早形式。大約在公元前2500年，中國就知道了鉆石，煤作為碳的壹種形式，在羅馬時代以與現代相同的化學方式使用:在脊椎建築中加熱覆蓋有粘土的木材以除去空氣。1722年，勒內·安托萬·費肖特·德·雷奧穆爾(René Antoine Ferchault de Réaumur)證明了鐵可以通過吸收壹些物質而變成鋼，這些物質就是人們所熟知的碳。在1772中，安東尼·拉瓦錫證明了鉆石是碳的壹種形式。當他燃燒壹些鉆石和煤的樣品時，他發現它們不產生水，每克鉆石和煤產生的二氧化碳量是相等的。在1779中，卡爾·威廉·舍勒(karl william scheele)表明，曾經被認為是鉛的存在形式的石墨，實際上是碳與少量鐵的混合物，他給出了該產品用硝酸(“空氣酸”)氧化時的名稱，即二氧化碳。1786年，法國化學家克勞德·路易斯·貝托萊、加斯帕爾·蒙日和C. A .範德蒙用拉瓦錫處理鉆石氧化石墨，證明石墨幾乎全部由碳組成。1789年，拉瓦錫在他的教科書中把碳列在元素列表中。在地面條件下，元素從壹個地方移動到另壹個地方是很少見的。所以地球上的碳含量是壹個有效常數。
自然界中碳的流動構成了碳循環。例如，植物從環境中吸收二氧化碳來儲存生物質能，如碳呼吸和卡爾文循環(碳固定的壹個過程)。壹些生物量可以通過捕食轉移，而壹些碳則以二氧化碳的形式被動物呼出。碳循環的結構比右邊的模式圖復雜得多。比如，壹些二氧化碳會溶解在海洋中，死去的植物或動物的遺骸可能會形成煤、石油和天然氣，它們可以通過燃燒釋放碳，但細菌無法利用。