Les fullerènes ont été découverts en 1985 par Harold Kroto (Université de Sussex), Robert Curl et Richard Smalley (Université Rice à Houston). Cette découverte leur valut le prix Nobel de Chimie en 1996.
Kroto et al. voulaient mieux comprendre les mécanismes de formation des longues chaînes de carbone dans l'espace interstellaire, à cette fin ils vaporisent un disque de graphite par ablation lasers et mettent en évidence l'existence d'agrégats particulièrement stables contenant 60 atome de carbone.
Pour qu'un fullerène soit stable, les anneaux pentagonaux ne doivent pas être adjacents. D'une façon générale, on définit les fullerènes C2n comme étant des structures fermées composées de (2n-20)/2 hexagones et de 12 pentagones. La plus petite molécule sphérique répondant à cette définition est le C60, dont les atomes sont aux sommets d'un icosaèdre tronqué. C'est également le fullerène le plus fréquent. Il est appelé Buckminsterfullerène en l'honneur de Buckminster Fuller, architecte célèbre qui a inventé le dôme géodésique.
Comme la structure du C60 est identique à celle d'un ballon de football, avec 12 pentagones et 20 hexagones, chaque sommet correspondant à un atome de carbone et chaque côté à une liaison covalente, on l'appelle aussi footballène.
