Le numéro atomique du carbone est 6 et sa masse atomique est de 12.0107 unités de masse atomique. Le numéro atomique définit le nombre de protons situés dans le noyau de l'atome, donc le carbone a six protons. Chaque élément a son propre numéro atomique.
Parce que la masse de l'atome est constituée du nombre de protons et de neutrons, le carbone a également six neutrons dans son noyau. Il a six électrons entourant le noyau, avec deux dans le premier niveau d'énergie et quatre dans le deuxième niveau d'énergie. Les électrons ne contribuent pas autant que les neutrons et les protons à la masse d'un atome.