碳原子（化學符號為C）的特性和性質如下：
化學符號和基本屬性。碳的原子序數為6，原子量為12.011，質子數為6。它屬於元素周期表的第2周期第IVA族。
同位素。自然界中的碳由三種同位素組成，分別是12C、13C（穩定）和14C（具放射性，半衰期約為5730年）。
電子構型。碳原子的電子構型為1s²2s²2p²，在化學反應中，碳原子通常達到最外層4個電子的穩定結構。
成鍵特性。碳原子可以通過共價鍵與其他非金屬原子（如氫、氧、氮、硫、磷等）形成共價化合物。碳原子不僅能與氫原子或其他原子形成4個共價鍵，而且碳原子之間也能以共價鍵相結合，形成穩定的單鍵、雙鍵或三鍵。多個碳原子可以相互結合成長短不一的碳鏈，碳鏈也可以帶有支鏈，還可以結合成碳環，碳鏈和碳環也可以相互結合，從而形成多種不同的分子結構。
物理性質。碳原子形成的物質具有多樣的物理性質，如石墨是黑色、固態，而金剛石則是無色、固態，熔點約為3550℃，沸點約為4827℃。
化學性質。碳在常溫下化學性質穩定，既不容易得到電子也不容易失去電子。它可以通過共價鍵與其他元素形成多種化合物，顯示出廣泛的化學反應性。
氧化態。碳的氧化態可以從-4到+4不等，其中+4存在於諸如甲烷和二硫化碳之類的化合物中，而+2存在於一氧化碳中。
套用。由於其獨特的化學和物理性質，碳原子在許多領域有著廣泛的套用，如石墨烯和碳纖維等新材料在航空航天和土木工程中的套用。
此外，碳原子還能形成多種單質和化合物，如石墨和金剛石等。