在有机化学中，将分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体，也称为结构异构体。所以同分异构体肯定是化合物，而碳是单质，没有同分异构体，只有同素异形体。碳的同素异形体是指纯碳元素所能构成的各种不同的分子结构。目前发现的碳的同素异形体有金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、直链乙炔碳、无定形碳、碳纳米管、纤维碳、碳纳米泡沫。