碳原子的雜化形式有三種：sp3、sp2和sp有機物中碳原子的雜化軌道型別雜化軌道。

(一)sp3雜化軌道

成鍵過程中，碳的2S軌道有一個電子激發到2Pz軌道， 3p軌道與一個s軌道重新組合雜化，形成4個完全相同的sp3雜化軌道。形狀類似葫蘆形，碳原子核位於正四面體的中心，四個sp3雜化軌道環繞在碳核的周圍，指向四個頂點，相鄰兩個雜化軌道夾角均為109°28′，為正四面體角。飽和碳原子均為sp3雜化。如甲烷CH4

(二)sp2雜化軌道

碳的基態2S軌道中的一個電子激發到2Pz空軌道，碳的激發態中一個2s軌道和二個p軌道重新組合雜化，形成三個相同的sp2雜化軌道，還剩餘一p軌道未參與雜化。三個sp2雜化軌道處於同一平面，夾角均為120°，餘下的一個未參與雜化的2Pz軌道，垂直於三個sp2雜化軌道所在的平面。當一個碳原子與其他三個原子直接鍵合，該碳原子為sp2雜化，sp2雜化碳呈平面三角形。一般雙鍵碳均為sp2雜化。

(三)sp雜化軌道

碳的激發態中，一個2S軌道與一個p軌道重新組合雜化形成兩個相同的sp雜化軌道，sp雜化軌道形狀也類似葫蘆形，軌道排列呈直線形，夾角為180°。剩餘兩個互相垂直p軌道都垂直於兩個sp雜化軌道所呈的直線。sp雜化碳呈直線形。三鍵碳均為sp雜化。