石墨和金刚石是元素碳的一种同素异形体，他们都是周边连结着另外三个碳原子组成共价分子。
石墨是元素碳的一种同素异形体，是原子和分子晶体之间的一种中间晶体。晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键，每个碳原子与另外三个碳原子相链接，六个碳原子在统一平面上形成正六边形的环，舒展形成片层布局。从而形成金刚石。
由于每个碳原子都会有一个电子，那些电子能够自由运动旋转，因此石墨属于导电体。 石墨是此中一种非常软的矿物，它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂
金刚石和石墨本质都是都是由C组成的。因为C的排列方法不同，从而造成金刚石和石墨的物理性质存在很大差异。金刚石是传统的原子晶体组成结构，而石墨晶体是属于混合键型的晶体组成结构。而金刚石是非常为坚固的一种碳布局，其碳原子以晶体布局的形式排列，金刚石布局中的每个原子与相邻的4个原子形成正四面体。金刚石布局是一种由两个面心立方点阵沿立方晶胞的体对角线偏移1/4单位嵌套而成的晶体布局。具备金刚石布局的晶体除了金刚石以外，另有硅、锗、α-锡等。金刚石的根基布局粒子是碳原子。每个碳原子都以sp3杂化轨道与四个碳原子形成共价单键,键长为1.55×10-10m,键角为109°28′,组成正四面体。