Теория аллотропных модификаций углерода развивалась в несколько этапов:

1. На рубеже XVII–XVIII веков возникла теория флогистона, выдвинутая Иоганном Бехером и Георгом Шталем. 46 Эта теория признавала наличие в каждом горючем теле особого элементарного вещества — невесомого флюида — флогистона, улетучивающегося в процессе горения. 46 Так как при сгорании большого количества угля оставалось лишь немного золы, флогистики полагали, что уголь — это почти чистый флогистон. 4
2. Антуан Лавуазье первым показал, что углерод — простое вещество. 17 Он провёл опыты по сжиганию алмаза и древесного угля и установил, что при сгорании оба вещества дают углекислый газ. 17 Это дало учёному основание считать, что алмаз и уголь имеют одно и то же «начало». 1
3. В 1787 году в книге «Метод химической номенклатуры» впервые появилось название карбонеум (углерод). 1
4. В 1797 году английский химик Смитсон Теннант обнаружил, что при сгорании одинакового количества алмаза и графита выделяется одно и то же количество углекислого газа. 1
5. В 1799 году француз Луи Гитон де Морво подтвердил, что углерод является единственной составляющей алмаза и графита. 1
6. В XX веке учёные смогли осуществить обратный перевод: в 1955 году группа английских учёных получила первые в мире искусственные алмазы. 1
7. В 1985 году были обнаружены фуллерены — уникальный аллотроп углерода, что значительно расширило число известных аллотропов углерода. 7
8. В 1996 году учёным Крото, Смолли и Керлу была присуждена Нобелевская премия по химии за открытие фуллерена. 10

Кроме того, в 1874 году датский химик Якоб Вант-Гофф и независимо французский химик Ле Бель выдвинули тетраэдрическую модель атома углерода. 10

С каждым последующим десятилетием учёные открывают новые аллотропные модификации углерода, их гипотетическое число уже сегодня оценивается примерно в 500. 8