Karbon, çoğunlukla kovalent bağlarla bağlanır. Aynı karbon atomları arasında olduğunda, bu saf kovalent (veya polar olmayan kovalent) bağdır. Farklı atomlarla olduğunda, polar kovalent bağ oluşur. Daha az yaygın olarak, karbon diğer atomlarla iyonik bağlar da oluşturabilir. Karbon, kendi kendine bağlandığında, örneğin grafen ve elmasta olduğu gibi, polar olmayan kovalent (saf kovalent) bağlar oluşturur. Karbon, hidrojen, oksijen gibi atomlarla bağlandığında, örneğin metan, su ve karbondioksit gibi bileşiklerde, kovalent bağlar oluşturur.