Um carbeno é uma molécula com um átomo de carbono que tem duas ligações e dois outros dois elétrons que não fazem nenhuma ligação. Como o carbono tem apenas 6 elétrons ao seu redor, ele é bastante reativo. A fórmula geral pode ser escrita como R-(C:)-R'.

Um carbeneto pode ser um singlet ou um triplet. No primeiro tipo, os dois elétrons que não fazem ligações são como um par solitário. Ambos permanecem na mesma órbita. Em um carbeno trigêmeo, ao invés disso, os dois elétrons permanecem em orbitais diferentes. Aqui ambos têm o mesmo giro.

Carbenes pode fazer muitas reações. Eles podem ser tanto eletrofilos quanto nucleófilos. Eles gostam de fazer reações de adição em ligações duplas. Eles também são encontrados em reações queltropicais.

A maioria dos carbenes são muito instáveis. Entretanto, alguns podem existir por um longo tempo. Um exemplo famoso é o catalisador do Grubbs, que foi desenvolvido por Robert Grubbs.