C12是质子数和中子都为6的碳原子。碳12原子被用来作为阿伏伽德罗常数的标准，12克碳12中所含原子的个数被定义为阿伏伽德罗常数，约为6.022×10^23。碳12是国际单位制中定义摩尔的尺度，以12克碳12中含有的原子数为1摩尔。将各种原子（或分子、离子）的质量与碳12质量 的十二分之一的比值定义为该原子的相对原子质量，它的单位为1。现代已知的同位素共有十五种，有碳8至碳22，其中碳12和碳13属稳定型，其余的均带放射性，当中碳14的半衰期长达5730年，其他的为稳定同位素。碳12在所有碳的含量占98.93%，碳13则有1.07%。C的原子量取碳12、13两种同位素丰度加权的平均值，一般计算时取12.01。