Hiili
Hiiltä ei syntynyt alkuräjähdyksessä, koska sen synty tarvitsee kolmen alfahiukkasen (heliumytimen) törmäyksen, mikä on äärimmäisen epätodennäköistä ja universumi laajeni ja jäähtyi nopeasti. Sitä kuitenkin syntyy tähtien sisuksissa kolmi-alfa-prosessilla.
Hiili
Hiiltä esiintyy maapallolla myös kallioperässä etenkin karbonaatteina kuten kalsiumkarbonaattina eli kalkkikivenä (CaCO). Vapaana alkuaineena hiiltä esiintyy luonnossa ruskohiilenä, kivihiilenä, antrasiittina ja grafiittina, jonkin verran myös timantteina. Koksi on pyrolysoitua kivihiiltä. Puuta pyrolysoimalla (esim. tervanpolton yhteydessä) saadaan puuhiiltä eli "sysiä", jota on vuosisatojen ajan käytetty sepäntyössä ja raudan valmistuksessa masuunissa, ja nykypäivänä grillihiilenä.