Ένα καρβένιο είναι ένα μόριο με ένα άτομο άνθρακα που έχει δύο δεσμούς και δύο άλλα ηλεκτρόνια που δεν δημιουργούν δεσμούς. Δεδομένου ότι ο άνθρακας έχει μόνο 6 ηλεκτρόνια γύρω του, είναι αρκετά δραστικό. Ο γενικός τύπος μπορεί να γραφεί ως R-(C:)-R'.
Ένα καρβένιο μπορεί να είναι μονήρες ή τριήρες. Στον πρώτο τύπο, τα δύο ηλεκτρόνια που δεν δημιουργούν δεσμούς είναι σαν μοναχικό ζεύγος. Και τα δύο παραμένουν στο ίδιο τροχιακό. Σε ένα τριπλέτα καρβένιο αντίθετα, τα δύο ηλεκτρόνια παραμένουν σε διαφορετικά τροχιακά. Εδώ και τα δύο έχουν το ίδιο σπιν.
Τα καρβένια μπορούν να κάνουν πολλές αντιδράσεις. Μπορούν να είναι τόσο ηλεκτρόφιλα όσο και πυρηνόφιλα. Τους αρέσει να κάνουν αντιδράσεις πρόσθεσης σε διπλούς δεσμούς. Βρίσκονται επίσης σε χηλετροπικές αντιδράσεις.
Τα περισσότερα καρβένια είναι πολύ ασταθή. Ωστόσο, ορισμένα μπορούν να παραμείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Ένα διάσημο παράδειγμα είναι ο καταλύτης του Grubbs, ο οποίος αναπτύχθηκε από τον Robert Grubbs.
