O carbono é tetravalente, significando que pode formar quatro ligações covalentes, porque possui quatro elétrons em sua camada de valência (camada mais externa). A configuração eletrônica do carbono é 1s² 2s² 2p², com um total de quatro elétrons disponíveis para formar ligações.
A tetravalência do carbono é uma consequência direta de sua posição na Tabela Periódica, na família 14, e da sua necessidade de atingir uma configuração estável, geralmente semelhante à do gás nobre mais próximo, que, no caso do carbono, é o neônio com uma configuração eletrônica completa na segunda camada.
Embora o termo "tetravalente" seja frequentemente associado ao carbono devido à sua capacidade única de formar diversas estruturas complexas (como cadeias, anéis, redes tridimensionais, etc.), outros elementos também podem exibir tetravalência, especialmente aqueles que estão no mesmo grupo da Tabela Periódica. No entanto, é a versatilidade do carbono em formar tantos tipos diferentes de estruturas, conhecida como "química do carbono", que o torna único e essencial para a formação de moléculas orgânicas.
O Carbono pertence ao grupo (ou família) 14 (anteriormente chamada 4A), ele esta localizado nessa família devido as suas propriedades serem semelhantes aos demais elementos dessa família, sendo uma delas possuir na camada de valência 4 elétrons livres, o que permite que ela faça 4 ligações covalentes, sendo tetravalente. Pela regra do octeto, o carbono precisa compartilhar esses quatro eletrons com outros 4 eletrons de outros elementos para ficar estaveis.
Para ficar mais claro, os elementos do grupo 1 ou 1A, possuem um eletron na camada de valência, e portanto são chamados de monovalentes. Esses elementos doam esse unico elétron, a fim de ficarem estáveis, pois na camada anterior a de valência ele possui os eletrons necessarios para sua estabilidade.
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