形体的物理特性差异极大，例如钻石是最坚硬的天然物质，而石墨则是最柔软的物质之一。碳可以和众多较小原子（包括碳原子）产生多个共价键，因此碳化合物的总数是各个元素中最高的，已发现的有近一千万种，佔所有已知化合物的绝大多数。碳的昇华点是所有元素中最高的。在标准大气压下，碳没有熔点，因为它的三相点位于formula_1MPa、formula_2K（约4,330°C），而是会在3,900K左右昇华。因此所有碳同素异形体的固体温度上限比熔点最高的金属还要高，如钨和钌。虽然碳能够进行氧化反应，但它的耐氧化性比铁和铜等元素