碳的形成和循環是一個複雜的過程，涉及多個途徑和機制，主要包括：
死亡植物的遺骸可以形成煤、石油和天然氣。這些有機物質在燃燒過程中釋放碳，部分以二氧化碳形式排放到大氣中。
碳可以通過將木材在隔絕空氣的條件下加熱（炭化）來形成。
在恆星內部，通過核聚變過程，三個氦-4原子核可以融合成碳-12原子核，這是碳形成的一種重要方式。
在地球形成初期，碳可能通過小行星撞擊帶到地球。
碳也可以在行星上的高溫環境中（超過230攝氏度）以氣體的形式逸入太空。
此外，碳在自然界中的流動構成了碳循環，包括生物圈、水圈、岩石圈和大氣圈之間的交換。植物通過光合作用吸收大氣中的二氧化碳，動物和微生物通過呼吸作用將部分碳以二氧化碳的形式釋放回大氣中。