Bij covalente binding deelt koolstof doorgaans vier van zijn valentie-elektronen met andere atomen om zijn octet te voltooien en een stabiele elektronische configuratie te bereiken. Koolstof heeft vier valentie-elektronen in de buitenste schil, en door deze elektronen met andere atomen te delen, kan het sterke en stabiele covalente bindingen vormen. Dankzij dit vermogen om elektronen te delen, kan koolstof een grote verscheidenheid aan organische moleculen vormen, die de bouwstenen van het leven vormen.