Carbonul formează o legătură covalentă. O astfel de legătură se produce între doi sau mai mulți atomi de nemetale atunci când împărtășesc electroni între ele astfel încât fiecare atom are o configurație completă de opt electroni de valență.
Carbonul, care este în Grupa 4 a Tabelului Periodic, are patru electroni de valență. Atomii de carbon pot forma legături simple, duble sau triple cu alți atomi. De exemplu, un atom de carbon se leagă cu doi atomi de hidrogen, formând două legături duble covalente în gazul de bioxid de carbon. Legarea hidrogenului și a atomilor de carbon creează diferiți compuși numiți hidrocarburi. Etanolul este un exemplu în care atomii de carbon formează legături covalente unice. Etinul este un exemplu în care atomii de carbon formează legături covalente triple.