碳链是由碳原子通过单键、双键或三键相互连接形成的链状骨架结构，构成多数有机化合物和生物大分子的基础。其结构形态包括直链、支链和环状形式，在化学反应中通过键长与键角变化形成不同稳定性的化合物。作为生物分子骨架，碳链连接氨基酸构成蛋白质主链，并参与形成核酸链与碳水化合物结构。

碳链的形成基于碳原子最外层4电子结构特性，通过单键（C-C）、双键（C=C）或三键（C≡C）实现原子间连接。根据空间排列差异可分为：

碳链长度直接影响化合物性质，短链（C1-C4）物质通常具有挥发性，而长链（C18以上）化合物多呈现固态特性。碳原子的键合方式决定分子几何构型，如单键构成的碳链呈现自由旋转特性，双键则限制空间构象。

在生命科学领域：

碳链异构现象导致同分异构体产生，如正戊烷与异戊烷的区别源于支链位置差异。这种结构多样性为生物分子功能特异性提供基础。

2023年研究确认一维碳链具有独特性质：

制备技术包括电弧放电法、激光液相剥离法和表面化学合成法，其中激光液相溶蚀法可制备毫米级连续碳链。中国学者在《中国物理B》发表的成果显示，碳链拉曼特征峰位于1800-2200 cm-1区间，与理论预测吻合。

这种含氯碳链化合物在工业中用作阻燃剂和增塑剂，其毒性与碳链长度及氯化程度直接相关。

碳链研究始于19世纪末期苯环结构解析，2020年后在可控合成技术（如模板辅助生长法）和原位表征方法（球差电镜观测）领域取得突破性进展。