在大自然中，有纯净的碳。比如说，金刚石便是非常纯净的碳——在纯净的氧气中，金刚石居然会燃烧，变成二氧化碳！金刚石是坚硬的东西，人们用它来裁玻璃，或者装在钻探机的钻头上，成为向地层深处进军的开路。不过，天然的金刚石终究不多，不能满足工业上的需要。我国已试制成功人造金刚石——在高温高压下，用石墨制造金刚石。
自然产生的碳由三种同位素组成：12C和13C为稳定同位素，而14C则具放射性，其半衰期约为5,730年。碳是少数几个自远古就被发现的元素之一，是构成碳基生物的基本元素。
碳分子筛可以同时吸附空气中的氧和氮，其吸附量也随着压力的升高而升高，而且在同一压力下氧和氮的平衡吸附量无明显的差异。因而，仅凭压力的变化很难完成氧和氮的有效分离。如果进一步考虑吸附速度的话，就能将氧和氮的吸附特性有效地区分开来。氧分子直径比氮分子小，因而扩散速度比氮快数百倍，故碳分子筛吸附氧的速度也很快，吸附约1分钟就达到90%以上；而此时氮的吸附量仅有5%左右，所以此时吸附的大体上都是氧气，而剩下的大体上都是氮气。这样，如果将吸附时间控制在1分钟以内的话，就可以将氧和氮初步分离开来，也就是说，吸附和解吸是靠压力差来实现的，压力升高时吸附，压力下降时解吸。而区分氧和氮是靠两者被吸附的速度差，通过控制吸附时间来实现的，将时间控制的很短，氧已充分吸附，而氮还未来得及吸附，就停止了吸附过程。因而变压吸附制氮要有压力的变化，也要将时间控制在1分钟以内。
深冷空分制氮原理