Carbon tự nhiên xuất hiện ở ba dạng: than chì, kim cương và fulleren. Dạng thù hình của carbon ổn định nhất và do đó phổ biến nhất là than chì. Kim cương ít phổ biến hơn, vì các tinh thể hình thành ở một lớp của vỏ Trái đất thường không tiếp xúc với bề mặt.
Fullerenes là dạng thù hình thứ ba của cacbon, và về nhiều mặt, chúng là dạng đáng chú ý nhất. Fullerenes được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1985. Các nhóm chịu trách nhiệm khám phá của họ đã đặt tên cho các phân tử này theo tên kiến trúc sư huyền thoại Buckminster Fuller, vì các mạng tinh thể rời rạc của chúng tự cuộn quanh mình để tạo ra hình dạng gợi nhớ mạnh mẽ đến các mái vòm trắc địa nổi tiếng của Fuller.
