No, el carbono puede encontrarse puro en la Naturaleza, mientras que el carbón contiene otras sustancias además de carbono.

El diamante es carbono puro en el que los átomos se unen fuertemente para formar un cristal tridimensional de gran dureza. El grafito también es carbono puro y en él los átomos se disponen formando láminas muy delgadas superpuestas en las que los átomos se unen covalentemente formando hexágonos. Cada una de estas láminas, transparentes y compactas, es lo que se conoce como grafeno.

También existen otras estructuras esferoidales constituidas solo por carbono: los fulerenos, en los que sus átomos se unen formando hexágonos y pentágonos. El más popular es el buckminsterfulereno, también conocido como buckybola o futboleno debido a su forma de balón de fútbol. Las asociaciones de fulerenos o los grafenos cilíndricos dan interesantes estructuras conocidas como nanotubos. Aunque los fulerenos ya se habían encontrado en rocas y meteoritos, en julio de 2010 se identificó en una nebulosa planetaria, por lo que se ha comenzado a especular si podrían haber transportado en su interior sustancias que dieran origen a la vida en la Tierra.