Karbonun çeşitli allotropları vardır. Elmas ve grafit en ünlüleridir. Grafit bir iletken, bir semimetaldir (siyah fosfor ve gri selenyum gibi kısmen metal ve ametal olan bir element). Örneğin bir elektrik ark lambasının elektrotlarında malzeme olarak kullanılabilir. Grafit, şimdiye kadar keşfedilen en kararlı katı karbon formudur.
Allotroplar aynı kimyasal elementin farklı formlarıdır. Tüm elementler benzersiz bir şekilde kendi atomlarından oluşur. Herhangi bir fiziksel farklılık, atomların nasıl bir araya geldiğinden kaynaklanır. Birçok element allotropi gösterir çünkü atomların birbirine bağlanabileceği çeşitli yollar vardır. Ayrıca moleküllerin daha büyük yapılar oluşturmak üzere nasıl düzenlenebileceği konusunda da farklı yollar vardır.
Elmas, karbonun en iyi bilinen allotroplarından biridir. Sertliği ve ışığı yüksek oranda dağıtması mücevherlerde kullanımını kolaylaştırır. Ayrıca endüstriyel kullanımları da vardır. Elmas bilinen en sert doğal mineraldir. Bu da onu mükemmel bir aşındırıcı yapar. Elmas aynı zamanda parlaklığını da iyi korur. Hem elmas hem de grafit, metalik olmayan elementler için alışılmadık olan son derece yüksek erime noktasına sahiptir.
