O carbono tem dois isótopos principais:

* Carbono-12 (¹²C) :Este é o isótopo de carbono mais abundante, constituindo cerca de 98,9% de todo o carbono encontrado na natureza. Possui 6 prótons e 6 nêutrons em seu núcleo.
* Carbono-13 (¹³C) :Este isótopo é menos abundante, constituindo cerca de 1,1% do carbono que ocorre naturalmente. Possui 6 prótons e 7 nêutrons em seu núcleo.

Há também um terceiro isótopo menos abundante:

* Carbono-14 (¹⁴C) :Este é um isótopo radioativo com 6 prótons e 8 nêutrons. É usado para datação por radiocarbono, um método para determinar a idade de materiais orgânicos.

É importante notar que todos os isótopos de carbono possuem o mesmo número de prótons (6), o que determina seu número atômico e os define como carbono. A diferença está no número de nêutrons que eles possuem.