Koolstof (Latyn: Carbogenum), is 'n chemiese element in die periodieke tabel met die simbool C en atoomgetal van 6. Dié niemetaalagtige, tetravalente element kom algemeen voor en het verskeie allotropiese vorms: diamant (die hardste mineraal bekend). Die verbindingstruktuur kan beskryf word met vier elektrone in sogenaamde driedimensionele sp3 orbitale. grafiet (een van die sagste stowwe). Die verbindingstruktuur is drie elektrone in tweedimensionele sp2-orbitale en een elektron in 'n p-orbitaal. Kovalent verbinde sp1-orbitale is slegs van chemiese belang. Fullerene is nanometerskaal molekules. In die eenvoudigste vorm daarvan bestaan dit uit 60 koolstofatome in 'n gebuigde grafietlaag om 'n driedimensionele struktuur te gee wat baie soos 'n sokkerbal lyk. Lampswart of Roet bestaan uit klein grafietagtige areas. Die areas is lukraak verspreid, dus is die hele struktuur isotropies. Sogenaamde 'glasagtige koolstof' is isotropies en net so sterk soos glas. Anders as normale grafiet, is die grafietagtige lae nie gerangskik soos in die bladsye van 'n boek nie maar gefrommel soos wanneer 'n mens papier opfrommel. Koolstofvesels is soortgelyk aan glasagtige koolstof.