元素碳的化学性质在室温下比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂。在高温下与氧气反应燃烧，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中，只有氟能与元素碳直接反应；在加热下，元素碳容易被酸氧化；在高温下，碳也能与许多金属反应生成金属碳化物。碳具有还原性，可以用来在高温下冶炼金属。此外，最近的研究发现，石墨可以被氯磺酸溶解，形成单层石墨烯的氯磺酸“溶液”。
石墨是一种含碳元素的结晶矿物，其晶体骨架为六方层状结构。每个网层之间的距离为340pm，同一网层中碳原子的间距为142pm。属于六方晶系，完全层状解理。解理面以分子键为主，对分子的吸引力较弱，所以其自然可浮性很好。
