Углерод имеет порядковый номер . Значит, заряд ядра атома равен +, в ядре шесть протонов, а в нейтральном атоме шесть электронов.
Элемент находится во втором периоде, поэтому электроны располагаются на двух энергетических уровнях: на первом — , на втором — . Электронная схема атома: , .
Углерод расположен в -й группе (главной подгруппе IV группы). На внешнем уровне четыре электрона. До устойчивого заполнения уровня ему недостаёт ещё четырёх, поэтому в соединениях он обычно образует четыре ковалентные связи. Углерод — неметалл; его простое вещество существует в разных аллотропных формах, например в виде алмаза и графита.
В соединениях с кислородом углерод может иметь степени окисления + и +, а с менее электроотрицательными элементами, например с водородом, −. Высшему оксиду соответствует формула , ему — угольная кислота .
