碳
所有碳同位素的原子都有6顆質子，但中子數各異（從2到16顆不等）。碳有兩個自然存在的穩定同位素：碳-12（^12C）佔地球上碳的98.93%，而碳-13（^13C）則佔剩餘的1.07%。生物體中^12C同位素的比率更高，因為生物化學反應會選擇性地消除^13C。1961年，國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）決定以碳-12同位素作為原子量單位的定義標準。核磁共振所探測的就是^13C。
碳基生物
由于碳原子有四个自由电子，其电子失去的能力（还原性）和得到电子的能力（氧化性）相当，又由于碳原子只有两个电子层，所以活泼性又比同族的硅、锗、锡、铅要强，碳链的长度可以由2个至数千个不等，这使得碳骨架成为了许许多多种有机化合物的基础，因此能够形成复杂多样的高分子有机物（比如DNA分子），为生命的形成提供物质基础，并为自然选择提供可能。