Węgiel pochodzi z potrójnego procesu alfa, który występuje w rdzeniach gwiazd olbrzymich lub nadolbrzymów. To potrójna kolizja jądra helu. Ponieważ wymagane warunki nie mogły się zdarzyć podczas tworzenia wszechświata, cały węgiel powstał po Wielkim Wybuchu.
Element ten można również znaleźć w mniejszych gwiazdach, takich jak Słońce i inne ciała pozaziemskie, w tym komety i meteoryty. Znajduje się w wolnym stanie na Ziemi jako grafit, amorficzny węgiel lub diament. Wiele planet ma również węgiel w ich atmosferach.
Węgiel nie jest tak obfity jak wodór, hel lub tlen i nie występuje zbyt często w skorupie ziemskiej. W swojej czystej postaci jest również zaskakująco niereaktywny. Jednak występuje we wszystkich żywych istotach i jest podstawą chemii organicznej. To jest nauka o wielu typach związków węgla. W 2014 r. Odkryto ponad 10 milionów związków węgla.
Alotropy węgla są bardzo stabilne, ale są wyjątkowo różne. Diament jest przezroczysty i jest jedną z najtrudniejszych substancji, a grafit jest miękki i nieprzejrzysty.
Liczba atomowa węgla wynosi 6, a jego masa atomowa to 12.0107. Jest znana od czasów starożytnych, ale nie została wyizolowana jako element do początku 1800 roku.