Gli atomi di carbonio nella grafite formano una struttura esagonale regolare, con ciascun atomo di carbonio legato ad altri tre atomi di carbonio su un piano. Questa struttura si traduce in un forte legame covalente tra gli atomi di carbonio, che è responsabile dell'elevato punto di fusione e della conduttività elettrica della grafite. I legami tra i piani sono deboli, il che consente ai piani di scivolare facilmente l'uno sull'altro, conferendo alla grafite la sua sensazione scivolosa e la sua capacità di essere utilizzata come lubrificante. Il tipo di legame nella grafite è chiamato legame covalente.