Carbonul este cunoscut de către oameni sub diferite forme, ce poartă denumirea de modificări alotropice, cauzate de modul diferit de aranjarea a atomilor în substanță.
Sub formă alotropică de cărbune a fost cunoscut încă din etapa preistorică și sub această formă de către om el a fost utilizat preponderent în calitate de combustibil.
A doua formă alotropică și anume diamantul se presupune că a fost cunoscută de către om începând cu anii 2500 î. Hr. în China. În perioada romană se presupune că diamantele erau separate de cărbune prin metode similare cu cele utilizate în prezent și anume prin șlefuire cu ajutorul unei pensule cu raze ultraviolete care distruge stratul de carbon clasic.
În 1722 René-Antoine Ferchault de Réaumur a demonstrat că carbonul poate fi întâlnit și în aliaj cu fierul și anume înlăturarea lui conferă calități mai superioare fierului și în această formă el a început să fie cunoscut sub denumirea de oțel. Un alt savant, Antoine Lavoisier în anul 1772 a demonstrat că diamantele nu sunt altceva decât o formă de existență a carbonului; pentru aceasta el a supus procesului de ardere o bucată de diamant și una de cărbune și analizând produsele reacției de ardere a observat că în ambele cazuri s-a format același produs, pe lângă aceasta și cantitățile acestui produs per gram de substanță analizată de asemenea a coincis.
O altă formă alotropică a carbonului și anume grafitul, a fost identificată în 1779 de către Carl Wilhelm Scheele. Până atunci se credea că grafitul este o formă a plumbului. Deasemenea apartenența grafitului la carbon a fost confirmată și de 3 savanți francezi Claude Louis Berthollet, Gaspard Monge și C. A. Vandermonde utilizând aceeași metodă care a utilizat-o și Lavoisier pentru diamant. Tot acești 3 savanți în lucrarea s-a au propus denumirea de carbon (latină carbonum) pentru elementul constituent al grafitului, care elimina gazul oxid de carbon (IV) prin încălzire cu oxigen. Mai târziu, în 1789 carbonul este introdus de către Antoine Lavoisier în lista de elemente din cartea sa.
În anul 1985 au fost descoperite fulerenele – o altă formă de existență a carbonului. Savanții Robert Curl, Harold Kroto și Richard Smalley care au demonstrat existența lor, în anul 1996 au primit premiul Nobel pentru Chimie. Rezultatele lor au contribuit la creșterea interesului față de formele alotropice ale carbonului ceea ce a dus la descoperirea alotropilor „exotici”, precum carbonul sticlos sau grafenele.
Etimologie: Denumirea de carbon provine din termenul francez charbone, care, la rândul său, provine din latinescul carbo, care înseamnă cărbune. O adaptare interesantă pentru denumirea elementului este întâlnită în limba germană, daneză și olandeză, unde Kohlenstoff, kulstof și koolstof înseamnă, literal, „substanță de cărbune”.