No grafite, os átomos estão organizados em camadas. Em cada camada, os átomos são dispostos em um arranjo hexagonal e essas camadas são ligadas entre si por ligações secundárias. Já o diamante, é formado exclusivamente por ligações covalentes, nas quais elétrons são compartilhados. Devido a essas características, o carbono, na forma de diamante, pode ser designado como um excelente agente abrasivo. Já o carbono, na forma de grafite, é um excelente condutor de eletricidade, devido às suas ligações covalentes com elétrons livres.

No grafite, elétrons participam de ligações fracas, do tipo Van der Waals, entre as camadas de anéis hexagonais formados por conjuntos de 6 átomos de carbono, e, como consequência dessas ligações interplanares fracas, a clivagem é fácil, dando assim origem às suas excelentes propriedades lubrificantes.

O grafite e o diamante são excelentes condutores de eletricidade, ambos, quando dopados com Ge, atingem a supercondutividade.

Tanto no diamante quanto no grafite, as estruturas cristalinas são constituídas exclusivamente por ligações do tipo primárias covalentes. Nesses sistemas, não existem ligações fracas, como as do tipo Van der Waals.

O diamante é constituído por uma estrutura tetragonal cúbica, em que os átomos de carbono estão ligados entre si, por ligações exclusivamente covalentes. Já o grafite tem uma estrutura hexagonal com elevada dureza e, por isso, trata-se de um material designado como agente abrasivo.