結構組成
石墨是碳的一種同素異形體，為灰黑色、不透明固體，化學性質穩定，耐腐蝕，同酸、堿等藥劑不易發生反應。在氧氣中燃燒生成二氧化碳，可被強氧化劑如濃硝酸、高錳酸鉀等氧化?？捎米骺鼓?、潤滑劑，高純度石墨用作原子反應堆中的中子減速劑，還可用于制造坩堝、電極、電刷、干電池、石墨纖維、換熱器、冷卻器、電弧爐、弧光燈、鉛筆的筆芯等。
石墨是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種過渡型晶體。在晶體中同層碳原子間以sp2雜化形成共價鍵，每個碳原子與另外三個碳原子相聯，六個碳原子在同一平面上形成正六邊形的環，伸展形成片層結構。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌道，它們互相重疊，形成離域的π鍵電子在晶格中能自由移動，可以被激發，所以石墨有金屬光澤，能導電、傳熱。由于層與層間距離大，結合力(范德華力)小，各層可以滑動，所以石墨的密度比金剛石小，質軟并有滑膩感。
石墨每一網層間的距離為3.40?，是以范德華力結合起來的，即層與層之間屬于分子晶體，同一網層中碳原子的間距為1.42?，由于同一平面層上的碳原子間結合很強，極難破壞，所以石墨的熔點也很高，化學性質也穩定。鑒于它的特殊的成鍵方式，不能單一的認為是單晶體或者是多晶體，現在普遍認為石墨是一種混合晶體。
石墨屬六方晶系，具完整的層狀解理。解理面以分子鍵為主，對分子吸引力較弱，故其天然可浮性很好。
理化性質
石墨質軟，為黑灰色，有油膩感，可污染紙張。硬度為1～2，沿垂直方向隨雜質的增加其硬度可增至3～5。比重為1.9～2.3。比表面積范圍集中在1-20m2/g，在隔絕氧氣條件下，其熔點在3000℃以上，是***耐溫的礦物之一。它能導電、導熱。
自然界中純凈的石墨是沒有的，其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等雜質。這些雜質常以石英、黃鐵礦、碳酸鹽等礦物形式出現。此外，還有水、瀝青、CO2、H2、CH4、N2等氣體部分。因此對石墨的分析，除測定固定碳含量外，還必須同時測定揮發分和灰分的含量。
石墨與金剛石、碳60、碳納米管、石墨烯等都是碳元素的單質，它們互為同素異形體。
