Węgiel wchodzi w skład dwutlenku węgla (CO2), który jest składnikiem powietrza atmosferycznego, ale najwięcej znajdziemy go w wodach mórz i oceanów. Zarówno rośliny wodne, jak i lądowe pobierają CO2 i zużywają go w procesie fotosyntezy. Główne zasoby węgla znajdują się w roślinach, które są spożywane przez organizmy, a także w szczątkach roślin i zwierząt. Węgiel zmagazynowany jest również w postaci węglanów w skałach osadowych.
Działalność człowieka wpływa na obieg węgla w przyrodzie. Bowiem w wyniku spalania surowców węglowych, do atmosfery trafia o wiele więcej dwutlenku węgla i tlenku węgla.