Karbeni su neutralne molekule koje sadrže dvovalentni ugljikov atom sa samo šest elektrona u njegovoj valentnoj ljusci, a najjednostavniji karben je metilen ( \( H^{2}C: \)). Kratkog su vijeka trajanja i međutim poznati su i stabilni karbeni. Ovisno o broju elektrona u valentnim ljuskama, odnosno o njihovom rasporedu u istima karbene dijelimo na singletne i tripletne. Singletni karbeni su karbeni koji u svojoj strukturi imaju ugljikov atom u \( sp^{2}\) hibridiziranom stanju dok tripletni imaju ugljikov atom u sp hibridiziranom stanju. U singletnim karbenima jedna \( sp^{2}\) hibridna orbitala sadrži dva nevezna elektrona koji imaju antiparalelni spin, a u tripletnim karbenima elektroni su raspodijeljeni u dvije orbitale. Tripletni i singletni karbeni se također razlikuju i po reaktivnosti. Dok singletni karbeni uglavnom sudjeluju u pericikličkim reakcijama kao elektrofili ili nukleofili, tripletni karbeni se smatraju diradikalnima i sudjeluju u postepnim radikalnim adicijama. Specifične reakcije za karbene su umetanje u C-H vezu, umetanje u O-H ili N-H vezu, ciklopropaniranje te dimeriziranje karbenima. Reakcije kojima dobivamo karbene su raspadanje diazokarbonilnih spojeva, α eliminacija i termalna raspadanje preko hidrazonijevih spojeva.