للكربون نظيران طبيعيان مستقران هما الكربون 12 ويشكل 89-٪ 98 من مجموع الكربون في الطبيعة، ونظيره الكربون 13 الذي يشكل ٪11 فقط. كما أن للكربون نظيرا غير مستقر يظهر في الطبيعة، وهو الكربون 14 الذي له نصف عمر حوالي 5715عام، وهو يستخدم استخدامًا كبيرًا في قياس الزمن الإشعاعي للحفريات وتحديده، كما يوجد له نظير آخر، وهو الكربون 15. أما الكربون فيعد أقلهم عمرا.

وفي عام 1961م أعلن الاتحاد الدولي للكيمياء المجردة، والتطبيقية (IUPAC)، أن الكربون 12 أساس؛ لقياس الكتل الذرية ظاهرة التأصل: تعرف ظاهرة التأصل بأنها وجود العنصر في عدة صور مختلفة في الخواص الفيزيائية، ومتشابهة في الخواص الكيميائية. ويتميز الكربون بهذه الظاهرة، إذ يوجد منفردا في الطبيعة في عدة صور، منها ما هو بلوري، مثل الجرافيت، والماس ومنها ما هو غير بلوري، مثل: الفحم النباتي، والفحم الحجري، وفحم الكوك. الصور التأصلية غير البلورية توجد أنواع كثيرة من الكربون غير النقي، وتنتج عن تفاعلات كيميائية مصحوبة بالحرارة، وتتجمع على هيئة كتل سوداء تعرف بالفحم. وهناك أنواع مختلفة من الفحم تتمثل بالآتي:

1- فحم الكوك : ويحضّر بتقطير الفحم تقطيرا ائتلافيا.

2- فحم الخشب ويحضّر بتسخين الخشب في معزل عن الهواء نحو دفنه في حفرة، ومن ثم طمرها.

- فحم العظام ( الفحم الحيواني ) : ويحضّر بتسخين العظام بعد تنظيفها، وتنقيتها من المواد الدهنية. ويمتاز هذا الفحم بقدرته على إزالة الألوان من المحاليل؛ لذا فإنه يستخدم في صناعة الطلاء الأسود المستخدم في صناعة الجلود.

4- السناج : ويتكوّن عند التحليل الحراري لكثير من الهيدروكربونات الغازية، ويستخدم هذا الفحم في صناعة حبر الطابعات.

ه - فحم المعوجات : ويتكوّن من مادة متخلفة عن عمليات تفحيم المواد المختلفة، كما ينتج عن التقطير الائتلافي للفحم الحجري

6- الفحم الحجري : ويتكوّن على إثر الضغط الشديد، ودرجة الحرارة الشديدة، حيث يؤثران في بقايا النباتات المطمورة في باطن الأرض ... وتحدث هذه التغيرات بالتدريج، وبمعزل عن الهواء. ويستخدم الفحم الحجري كوقود، حيث يتميز بعدم توليده دخانا.