天然石墨经过开采和浮选工艺之后，就会形成一些石墨原料和初级加工石墨产品。而天然石墨想要做到朝更宽、更深的领域发展，就要做深加工处理。
天然石墨深加工的技术方向主要有纯度、粒度、形状、表面、改性几个方面。纯度，即高纯度石墨，例如人造金刚石用的原料石墨还有核工业中所应用的的石墨，都是高纯石墨；粒度方面，常常指的是要微细粉，而柔性石墨主要是要大鳞片；形状方面，要求低比表面积的，譬如锂离子电池负极，石墨形状类似球状，要求高比表面积的，例如一些添加剂。
现在天然石墨深加工品体系十分丰富，包含高纯石墨、膨胀石墨、球形石墨、氟化石墨、石墨乳、胶体石墨等等。在石墨深加工产品中，高纯石墨、膨胀石墨、球形石墨、氟化石墨是当中应用得比较多，产线建设也比较多的几种
天然石墨精细加工的第一步是解决纯净度问题，普通的中高碳石墨是无法在高技术产业中应用的，一般要求都要达到高纯级。根据国家科技部高技术研究发展中心编撰的《中国新材料产品目录(2004)》中界定，鳞片石墨碳含量≥99.9%，微晶石墨≥99%为高纯石墨。一些特殊领域例如用在核能、半导体等高新技术产业则要求达到 C≥99.99%。
高纯石墨应用范围十分广泛，同时也是其他高附加值深加工产品的基础原料。例如应用在锂电池负极的球形石墨就要求高纯石墨。氟化石墨的生产也要求高纯石墨当做原料。除了球形石墨、氟化石墨等之外，高纯各向同性石墨是高纯石墨应用比较重要的两块。
各向同性石墨材料产品指的是以天然石墨和石油焦为主要原料的等静压成型的细结构和超细结构石墨，产品是块体状的人工石墨制品。它的产品主要有高温气冷堆用石墨反射块、高温气冷堆球状反应堆用石墨球、核级石墨垫片、高温气冷堆用电极石墨粉、半导体石墨等。