可分为天然以及人造两种，前者主要包括天然的钻石（金刚石）、黑钻石，后者则包括聚合钻石纳米棒(ADNR)、化学气相沉积金刚石(CVDD)、石墨烯，以及现在研究较多的多晶立方氮化硼(PCBN)等。六方金刚石原本在陨石中发现，人工合成的六方金刚石硬度能超过钻石。碳炔(Carbyne)是目前理论上最硬的材料，硬度高过于所有碳的同素异形体。