Kolatomerna i grafit bildar en regelbunden hexagonal struktur, med varje kolatom bunden till tre andra kolatomer i ett plan. Denna struktur resulterar i en stark kovalent bindning mellan kolatomerna, vilket är ansvarigt för grafitens höga smältpunkt och elektriska ledningsförmåga. Bindningarna mellan planen är svaga, vilket gör att planen lätt kan glida förbi varandra, vilket ger grafit dess hala känsla och dess förmåga att användas som smörjmedel. Typen av bindning i grafit kallas kovalent bindning.