碳是一種常見的元素。動植物的體內，甚至空氣中，都含有大量的碳。我們的身體也不例外，其中也有大量的碳原子。人體內含有大約18%的碳。
然而，碳雖然是地麵上常見的元素，在地球內部，數量卻十分稀少。通過對太陽光譜和墜落到地球上的隕石所進行的分析，組成地球的化學元素，最多的是氧，接下來依次是矽、鋁和鐵。這4種元素占到了地球總質量的87%；若再加上鈣、鈉和鉀3種元素，則總共占到了96%。剩下的4%，才是包括碳在內的其他所有的元素。
此外，組成地球的元素，質量越大的元素越傾向於聚集在地球的中心。碳是比較輕的元素，集中在地表附近，因而在地球深處基本上不會有碳。日本東京大學物性研究所專門研究地球深部結構的八木健彥教授說：“地球自46億年前誕生以來，內部存在的碳都是極其稀少的，因此，地球內部不會有很多形成金剛石的原材料。”
另一方麵，科學家通過同位素分析還知道，在構成金剛石的材料中，至少有一部分是屬於有機物遺留下來的碳。這意味著，在幾億到幾十億年前沉積到海底的浮遊生物（動物和植物）的遺骸，隨著構造板塊的運動，它們從沉積層被帶到地球的內部，那裏就有可能形成金剛石。
八木教授說：“總之，碳在地球內部屬於微量元素，數量如此少，金剛石極其稀少也就不足為奇了。”
人類對金剛石的認識和開發具有悠久的曆史。早在公元前3世紀古印度就發現了金剛石。因為鑽石是由金剛石錘煉而成，自公元紀年起至今，鑽石一直是國家與王宮貴族、達官顯貴的財富、權勢、地位的象征。
世界上金剛石礦產資源不豐富，1996年世界探明金剛石儲量基礎僅19億克拉，遠不能滿足寶石與工業消費的需要。20世紀60年代以來，人工合成金剛石技術興起，至90年代日臻完善，人造金剛石幾乎已完全取代工業用天然金剛石，其用量占世界工業用金剛石消費量的90%以上（在我國已達99%以上）。金剛石主要生產國為澳大利亞、俄羅斯、南非、博茨瓦納和剛果（金）等。世界鑽石的經銷主要由迪比爾斯中央銷售組織控製。
中國發現金剛石約在200～400年前，在明清朝之際（約17世紀），湖南省農民在河沙中淘到過金剛石。金剛石的地質勘查工作始於20世紀50年代。迄今，在中國發現的重量大於90克拉的著名金剛石有6顆，如重約158克拉的“常林鑽石”等。
中國金剛石礦產資源比較貧乏，通過近50年的地質工作，僅在遼寧、山東、湖南和江蘇4省探明了儲量。截至1996年底，中國保有金剛石儲量2089.78萬克拉，在世界上不占重要地位。在質量上，中國遼寧省所產金剛石質地優良，寶石級金剛石產量約占總產量的70%。20世紀90年代以來，中國年產金剛石10萬～15萬克拉，遠不能滿足本國消費的需要。國家所需工業用金剛石99%以上依賴國產人造金剛石，1997年中國人造金剛石產量達4.4億克拉，天然工業用金剛石所占消費比重極為有限。
“軟弱”的石墨
石墨是碳質元素結晶礦物，它的結晶格架為六邊形層狀結構。每一網層問的距離為3.40埃，同一網層中碳原子的間距為1.42埃。屬六方晶係，具完整的層狀解理。解理麵以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。
石墨典型的層狀結構，碳原子成層排列，每個碳與相鄰的碳之間等距相連，每一層中的碳按六方環狀排列，上下相鄰層的碳六方環通過平行網麵方向相互位移後再疊置形成層狀結構，位移的方位和距離不同就導致不同的多型結構。金剛石、C_60、碳納米管等都是碳元素的單質，它們互為同素異形體。
山東省萊西市為我國石墨的重要產地之一，石墨探明儲量687.11萬噸，現保有儲量639.93萬噸。