石墨和金刚石、碳 60、碳纳米管等都是属于碳元素的单质，它们相互是同素异形体。石墨质软，呈黑灰色；具有油腻感，会污染纸张。硬度是1～2，沿垂直方向会随着杂质的增加它的硬度会增到3～5。比重是1.9～2.3。其表面积范围集中在1-20m2/g （ F-Sorb2400比表面积仪BET方法测试），在隔绝氧气的情况下，它的熔点是在 300 0℃以上，是最耐温的矿物之一。它具有以下性质：
1、耐高温型：石墨的熔点是3850±50℃，沸点是4250℃，就算是经超高温电弧灼烧，重量的损失也特别小，热膨胀系数也是很小。石墨强度会随着温度提高而增强，在2000℃时，石墨强度会提升一倍。
2、导电、导热性：石墨的导电性比起普通非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数会随着温度的升高而下降，甚至在特别高的温度下，石墨变成绝热体。石墨可以导电主要是因为石墨中每个碳原子和其他碳原子只会形成3个共价键，每个碳原子依旧保留1个自由电子来传输电荷。
3、润滑性：石墨的润滑性可以取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数就会越小，润滑性能越好。
4、化学稳定性：石墨在常温下具有良好的化学稳定性，可以耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。
5、可塑性：石墨的韧性好，能够被碾成很薄的薄片。
6、抗热震性：石墨在常温下使用时可以承受住温度的剧烈变化而不会被破坏，要是温度发生突变，石墨的体积变化不大，也不会产生裂纹。