Las primeras civilizaciones que se sabe que utilizaron el carbono fueron los sumerios y los egipcios, que utilizaron el carbón como combustible sin humo y para fundir minerales metálicos. Más tarde se registraron usos del carbón con fines medicinales Textos egipcios y griegos que datan de entre 1500 y 400 aC En 1772, el químico francés, Antoine Lavoisier, demostró que los diamantes eran una forma de carbono.
Entre 1779 y 1786, Carl Wilhelm Scheele en la Pomerania sueca, y Berthollet, Monge y Vandermonde en Francia, demostraron que el grafito, o "lápiz de plomo", era principalmente carbono. No fue hasta 1789, sin embargo, que el elemento fue nombrado y listado como "carbono" en un libro de texto escrito por Lavoisier.
Las nuevas y exóticas formas de carbono, o alótropos, se introdujeron a partir de 1985 con el descubrimiento del buckminsterfullereno, o C60, y sus formas asociadas, incluidos los nanotubos y las buckyballs. Este descubrimiento le valió a sus tres descubridores, R. Curl, H. Kroto y R. Smalley, el Premio Nobel de Química de 1996. Recientemente se señaló que C60 es la molécula más grande que se encuentra en el espacio exterior y se cree que se crea dentro de estrellas evolucionadas.
En términos de abundancia, el carbono ocupa el cuarto lugar en el universo. Ocupa el puesto 15 en la categoría de elementos contenidos en la corteza terrestre. Los alótropos de carbono más conocidos son el diamante, el grafito y el carbono amorfo, que incluye hollín y carbón vegetal.