「碳行星」（Carbon planet），又称为「钻石行星」，是一种假设存在的类地行星，其内部拥有钻石内层，而厚度更可达几十公里。该理论由Marc Kuchner首先提出，这些钻石行星可在不少恒星的原行星盘中产生，如果它们真的拥有大量碳元素及缺少氧，它们的演化将与地球、金星及火星这些主要以矽氧化合物的行星截然不同。这样的一颗行星可能像类地行星一样，有富含铁或钢的核心，周围包覆著碳化硅和碳化钛的地函。在上面，是一层石墨形式的碳，如果有足够的压力，下层也可能是数公里厚的钻石。当火山爆发时，钻石很可能从内部喷发至表面，形成钻石和碳化硅混合的山。表面也可能有冰冻或液体的烃，像是焦油、甲烷和一氧化碳。

碳行星被预测其直径和硅与水的行星相似，而且质量也相近，可能会始它们难以区分。也可能会出现与地球类似的地质特征，但是距有不同的组成。例如，河流可能是油组成的。如果温度够低 (低于350K)，气体可以进行光化学合成长链碳氢化合物，并随着雨水降落在表面。

脉冲星 PSR 1257+12可能是中断在碳合成阶段，并形成碳行星的恒星。碳行星也可能存在于银河核心附近或绕行星系的球状星团，这些地方的恒星含碳量都比太阳更多。当恒星老死时，它们会喷出大量的碳。随着时间的流逝，更多恒星老死的世代交替，碳的浓度和碳行星的数量都会增加。NASA取消了可以搜寻这种行星，称为TPF的任务，这是一个比哈柏太空望远镜更大的轨道天文台。碳行星的光谱缺乏水的谱线，但是会显示有含碳的物质，例如一氧化碳的存在。

在2011年8月，澳大利亚斯威本科技大学的Matthew Bailes和他团队的专家报告，毫秒脉冲星PSR J1719-1438可能有一颗被挤压得非常小的行星做伴，并且很有可能是一颗固体的大钻石。它们是依据重力牵引推导出这颗围绕着脉冲星的小伴侣。进一步的研究显示，虽然这颗行星很小 (直径6万公哩，或是地球的5倍)，但他的质量比木星略大。行星的高密度提供给团队的线索是碳和氧可能以元素的形态形成结晶。然而，理论上这颗行星应该是被蒸发掉外层的白矮星伴侣，只留下了内部核心的残骸。依据碳行星的定义，他并不符合条件，而应该还是颗恒星。据现时的理论推测，这些碳行星会拥有丰富的铁内核，与已知的类地行星相似，而内核上层则由很厚的碳化矽及碳化钛，然後是碳元素层，这些碳元素会以石墨形态存在，如果行星的体积大及有足够压力，碳元素层的底部便能挤压出钻石。碳行星的表面会充满碳氢化合物及一氧化碳，如果有水存在的话，它们更有机会孕育出生命，但在这样的环境下，「有机」的标准将以氧元素取代碳元素，这些生物会进食富氧的食物，呼吸富含碳的空气。

在2012年10月，巨蟹座55e被宣告有着碳行星的证据。它的质量是地球的8倍，半径是地球的2倍。Nikku Madhusudan，耶鲁大学的研究员，发表在天体物理快讯上的结果报告说：行星的温度是温暖的3,900F －表面覆盖著石墨和钻石，而不是水和花岗岩。它每18小时绕行巨蟹座55一次。

绕脉冲星PSR 1257+12公转的行星或会是碳行星，可能为年老恒星产生碳元素，再经超新星爆发而产生的。而其他可能拥有碳行星的恒星估计会在银河系的中心位置，这些恒星也会拥有充足的碳元素。

注：并未确定发现该类行星，该种行星是由Marc Kuchner在恒星理论中提出的行星模型。但在2011年8月25日发现行星PSR J1719-1438 b，及巨蟹座55e疑似该类行星。