El carbono tiene más de diez alótropos bien conocidos, incluidos dos fullerenos, cuatro nanotubos de pared simple y tres tipos de grafeno, así como carbono amorfo y negro de humo. Pero los alótropos más importantes son sólo dos:el grafito y el diamante. Ambos alótropos están formados únicamente por átomos de carbono. La diferencia estructural clave que confiere al grafito y al diamante propiedades muy diferentes radica en la forma en que se unen estos átomos de carbono.