碳正離子與自由基一樣，是一個活潑的中間體。碳正離子有一個正電荷，最外層有6個電子。帶正電荷的碳原子以sp2雜化軌道與3個原子（或原子團）結合，形成3個σ鍵,與碳原子處于同一個平面。碳原子剩余的P軌道與這個平面垂直。碳正離子是平面結構。
1963年有報道，直接觀察到簡單的碳正離子，證明了它的平面結構，為它的存在及其結構提供了實驗依據。
根據帶正電荷的碳原子的位置，可分為一級碳正離子，二級碳正離子和三級碳正離子。
碳正離子的結構與穩定性直接受到與之相連接的基團的影響。它們穩定性的一般規律如下：
（1）芐基型或烯丙型一般較穩定；
（2）其它碳正離子是：3°>2°>1°；
而烯丙型，芐基型的碳正離子與二級碳正離子的穩定性比較，尚有爭論。
（可以用超共軛解釋不同碳正離子的穩定性）
碳正離子越穩定，能量越低，形成越容易。
碳正離子根據結構特點不同可分為：經典碳正離子和非經典碳正離子。