石墨是碳元素结晶矿物，它的晶体结构为六边形层状结构，见图1所示。每一层间的距离为3.35埃，同一层中碳原子的间距为1.42埃。属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。石墨质软，黑灰色；有油腻感，可污染纸张。硬度为1～2，沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3～5。理论密度：2.23 g/cm³。在隔绝氧气条件下，其熔点为3652—3697℃；沸点为4827℃；是最耐温的矿物之一。 自然界中纯净的石墨是没有的，其中往往含有SiO₂、A1₂O₃、FeO、CaO、P₂O₅、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外，还有水、沥青、CO₂、H₂、CH₄、N₂等气体部分。因此对石墨的分析，除测定固定碳含量外，还必须同时测定挥发分和灰分的含量。

            图1：石墨晶体结构

     石墨由于其特殊结构，而具有如下特殊性质：

1）耐高温性：石墨的熔点为3652—3697℃，沸点为4827℃，即使经超高温电弧灼烧，重量的损失很小，热膨胀系数也很小。石墨强度随温度升高而加强，在2000℃时，石墨强度提高一倍。

2）导电、导热性：石墨的导电性比一般非金属矿高一百倍。导热性超过钢、铁、铅等金属材料。导热系数随温度升高而降低，甚至在极高的温度下，石墨成绝热体。

3）润滑性：石墨的润滑性能取决于石墨鳞片的大小，鳞片越大，摩擦系数越小，润滑性能越好。

4）化学稳定性：石墨在常温下有良好的化学稳定性，能耐酸、耐碱和耐有机溶剂的腐蚀。

5）可塑性：石墨的韧性好，可碾成很薄的薄片。

6）抗热震性：石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏，温度突变时，石墨的体积变化不大，不会产生裂纹。