Węgiel tworzy ogromną liczbę związków organicznych, wchodzi także w skład wielu związków nieorganicznych. Jest podstawowym pierwiastkiem budującym wszystkie żywe organizmy. W przemyśle mają zastosowanie liczne związki węgla: węglowodory, sole (węglany), tlenki węgla i sam węgiel (diament, grafit, sadza). Węgiel w postaci sadzy używany jest w przemyśle do produkcji farb drukarskich, tuszów, past do butów, a także adsorbentów. Tlenek węgla(II) stosowany jest w wielu syntezach organicznych, np. do produkcji metanolu. Tlenek węgla(IV) używany jest jako wypełniacz do gaśnic, a także stosowany jest do produkcji napojów gazowanych oraz do otrzymywania niskich temperatur (suchy lód).