Karbonun beş ana allotropu vardır: 1. Elmas: Doğadaki en sert madde olup, karbon atomlarının dört boyutlu kristal yapı içinde düzenlenmesiyle oluşur. 2. Grafit: Karbon atomlarının düzgün altıgen kafesler oluşturarak üst üste katmanlar biçiminde dizilmesiyle oluşur. 3. Fulleren: Yapay karbon allotropu olup, grafit benzeri yapıya sahiptir ancak saf altıgen değil, beşgen veya yedigen halkalar içerir. 4. Grafen: Karbon atomlarının tek düzlemde altıgen yapıyla dizilmesiyle oluşan iki boyutlu ve bir atom kalınlığındaki allotrop. 5. Karbon nanotüpler: Silindir şeklinde yapay karbon allotropu olup, oldukça sert bir yapıya sahiptir.