Aunque el carbono tiene valencia cuatro y puede unirse a cuatro átomos mediante cuatro enlaces, a veces se une a menos átomos, ya que puede formar enlaces múltiples.

Puede unirse a tres átomos. Con uno de ellos forma un enlace doble y con los otros dos un enlace simple. Cuando se produce este caso, el carbono se sitúa en el centro de un triángulo equilátero y los otros tres átomos en sus vértices, de forma que todos los átomos están en el mismo plano.

También puede unirse el átomo de carbono a dos átomos. Existen entonces dos posibilidades, que el átomo se una a cada átomo mediante un enlace doble, es decir, que el carbono forme dos enlaces dobles o que forme un enlace normal con un átomo y, con el otro, forme un enlace triple. En cualquiera de los casos, los tres átomos están en línea recta, con el átomo de carbono en el centro.

Además existe un tipo "especial" de enlaces denominado aromático, que de forma muy simplificada puede describirse como un enlace con caraterísticas intermedias entre un enlace simple y un enlace doble, aunque presenta algunas características especiales y diferentes a aquellos.