Każda żywa istota na ziemi zawiera węgiel. Węgiel w swojej formie pierwiastkowej występuje jako diament, najtwardsza substancja znana człowiekowi, a jako grafit - materiał bardziej elastyczny niż kauczuk i silniejszy od stali. Prehistoryczny człowiek znał węgiel jako węgiel.
Węgiel jest szóstym najbardziej powszechnym elementem we wszechświecie. Ponieważ jest to pierwszorzędny pierwiastek w żywym materiale, jest on również w złożach ropy naftowej pod ziemią. Ropa naftowa dostarcza paliwa do samochodów i jest podstawowym składnikiem tworzyw sztucznych.
Rośliny wykorzystują dwutlenek węgla z atmosfery w procesie fotosyntezy, aby wytworzyć związek węgla, glukozę, którą przechowują w liściach, łodygach, korzeniach i owocach. Zwierzęta jedzą części roślin i trawią je. Proces trawienny uwalnia zgromadzoną glukozę, która jest wchłaniana do krwi, dostarczając energii dla każdej komórki w ciele. W procesie oddychania zwierzęta uwalniają dwutlenek węgla jako produkt odpadowy z powrotem do atmosfery.
Od 2014 roku znanych jest człowiekowi ponad 10 milionów związków węgla. Węgiel jako węgiel zapewnia 30 procent światowej energii; jednak w przypadku uwzględnienia ropy naftowej odsetek ten jest znacznie większy. Producenci używają grafitu jako środka smarnego. Naukowcy kontynuują badania nad wykorzystaniem substancji węglowych w różnych obszarach, w tym w zapobieganiu HIV i jako przewodników elektrycznych.
