Het is echter belangrijk op te merken dat koolstof in veel verschillende vormen bestaat (allotropen genoemd), elk met verschillende eigenschappen. Hier zijn enkele voorbeelden:

* diamant: Het moeilijkst bekende natuurlijke materiaal, een vaste stof.

* grafiet: Een zachte, gladde vaste stof gebruikt in potloden en smeermiddelen.

* buckminsterfullerene (C60): Een bolvormig molecuul, een vaste stof.

* koolstofnanobuisjes: Lange, cilindrische moleculen, een vaste stof.

Hoewel koolstof meestal vast is, kan het bestaan ​​in andere toestanden onder extreme omstandigheden:

* vloeibare koolstof: Kan worden gevormd bij extreem hoge temperaturen en druk, zoals in de kern van de aarde.

* gasvormige koolstof: Bestaat bij zeer hoge temperaturen, zoals bij sterren of tijdens verbranding.