在宏观层面，天然石墨通常表现出弱顺磁性。这是因为石墨中的碳原子在轨道上的未成对电子会产生一定的磁矩，但由于这些磁矩的方向较为混乱，整体的磁性表现并不强烈。石墨的顺磁性使得它在外部磁场的作用下会产生微弱的磁化现象，其磁化强度与磁场强度成正比。
从微观角度来看，石墨的碳原子以层状结构排列。在每一层内，碳原子通过共价键形成六边形的蜂窝状结构。这种结构使得电子在层内的运动具有一定的方向性，从而对磁学性质产生影响。层与层之间的相互作用相对较弱，电子在层间的运动受到限制。这种层状结构导致石墨在不同方向上的磁学性质可能存在差异。
石墨的磁学性质还可以通过掺杂等方式进行调控。例如，掺入某些金属原子或其他杂质可以改变石墨中电子的分布和自旋状态，从而影响其磁性。这种调控方法为开发具有特定磁学性能的石墨材料提供了可能。
石墨的磁学性质既具有一定的复杂性，又为材料科学的研究和应用提供了广阔的空间。