El carbono (C) es el cuarto elemento químico más abundante (tras el hidrógeno, helio y oxígeno) del Universo conocido y el componente fundamental de los compuestos orgánicos. Tiene la propiedad de enlazarse con otros átomos de carbono y otras sustancias para formar un número casi infinito de compuestos. El carbono elemental existe en dos formas cristalinas bien definidas: diamante y grafito. Otras formas con poca cristalinidad son carbón vegetal, coque y negro de humo. Todas ellas tiene muchas aplicaciones industriales.

El ciclo del carbono consiste en su paso cíclico del aire a las plantas que lo absorben, los animales que ingieren las plantas, hasta el aire de nuevo por la descomposición de los animales. También se transforman en hidrocarburos y otras sustancias que con el tiempo se convierten en carbón, turba, gas natural, petróleo y otros combustibles fósiles. La combustión de estos materiales produce dióxido de carbono (CO₂).

El cambio climático es provocado por un aumento de los gases de «efecto invernadero» (GEI) en la atmósfera. La mayor parte de la luz que atraviesa la atmósfera corresponde a la zona visible del espectro; ni el dióxido de carbono ni el vapor de agua absorben esta radiación, por lo que llega a la superficie terrestre. La Tierra refleja parte de la energía solar en forma de radicación infrarroja (calorífica, menos energética) que sí es absorbida por ambas sustancias, por lo que no escapa al exterior. Al retener parte de la energía que el suelo emite al haber sido calentado por la radiación solar, se produce un efecto similar al observado en un invernadero.