Атомное строение углерода и его способность присоединять четыре атома другого вещества определяют химические свойства элемента. Углерод реагирует с металлами, образуя карбиды:


Са + 2С → СаС2;
Cr + C → CrC;
3Fe + C → Fe3C.


Также реагирует с оксидами металлов:


2ZnO + C → 2Zn + CO2;
PbO + C → Pb + CO;
SnO2 + 2C → Sn + 2CO.


При высоких температурах углерод реагирует с неметаллами, в частности с водородом, образуя углеводороды:

С + 2Н2 → СН4.
С кислородом углерод образует углекислый газ и угарный газ:


С + О2 → СО2;
2С + О2 → 2СО.


Угарный газ также образуется при взаимодействии с водой:

C + H2O → CO + H2.
Концентрированные кислоты окисляют углерод, образуя углекислый газ:


2H2SO4 + C → CO2 + 2SO2 + 2H2O;
4HNO3 + C → CO2 + 4NO2 + 2H2O.