Атом вуглецю знаходиться у центрі тетраедра, пов'язаний чотирма еквівалентними зв'язками σ з атомами вуглецю або іншими розташованими у вершинах тетраедра. Такій геометрії атома вуглецю відповідають алотропні модифікації вуглецю алмаз та лонсдейліт.
Існує 3 основних конфігурації атома вуглецю: тетраедричний, утворюється при змішуванні одного s-і 3х p-електронів (sp3-гібридизація). Атом вуглецю знаходиться в центрі тетраедра, пов'язаний 4мя еквівалентними σ-зв'язками з атомами вуглецю або іншими розташованими у вершинах тетраедра.
Будова вуглецю Два з чотирьох електронів перебувають у 2s стані, а два інших — у 2р стані. Нейтральний атом вуглецю в основному стані двовалентний і має електронно-графічну конфігурацію 1s22s22р2.
Зовнішній рівень атома вуглецю містить чотири валентні електрони. У незбудженому стані два є спареними, а два — неспареними: . У збудженому стані атом вуглецю може утворити чотири ковалентні зв'язки, тому його валентність в органічних сполуках дорівнює чотирьом.