Pierwsze znane karbeny N-heterocykliczne zsyntezowano w formie ich kompleksów metalicznych. W 1968 roku niezależnie od siebie Wanzlick i Öfele otrzymali takie kompleksy zawierające (odpowiednio) rtęć oraz chrom. Pierwszy stabilny wolny karben N-heterocykliczny zsyntezował natomiast Arduengo wraz ze współpracownikami. Dodatkowa obecność szczególnie objętościowych grup adamantylowych powoduje, że związek jest wystarczająco stabilny, aby można go było stopić w temperaturze 240 °C bez jego rozkładu. Od tego czasu poznano wiele wolnych karbenów N-heterocyklicznych, zawierających różne grupy funkcyjne, w tym grupy chiralne.
160px|right|thumb|1,3-Dimezytylo-4,5-dichloroimidazol-2-yliden, pierwszy karben stabilny na powietrzu Na szczególną uwagę zasługuje 1,3-dimezytylo-4,5-dichloroimidazol-2-yliden (dichlorowana pochodna popularnego karbenu IMes), który był pierwszym zsyntezowanym karbenem, trwałym w atmosferze powietrza.
Zastosowanie Karbeny N-heterocykliczne znajdują szerokie zastosowanie w syntezie organicznej jako ligandy pomocnicze dla katalizatorów metalicznych.