Os átomos de carbono na grafite formam uma estrutura hexagonal regular, com cada átomo de carbono ligado a três outros átomos de carbono num plano. Essa estrutura resulta em uma forte ligação covalente entre os átomos de carbono, responsável pelo alto ponto de fusão e condutividade elétrica do grafite. As ligações entre os planos são fracas, o que permite que os planos deslizem uns sobre os outros facilmente, dando ao grafite a sua sensação escorregadia e a sua capacidade de ser usado como lubrificante. O tipo de ligação no grafite é chamado de ligação covalente.