在石墨晶體中,，同層的碳原子以sp2雜化構成共價鍵，每一個碳原子以三個共價鍵與另外三個原子相連,。六個碳原子在同一個平面上構成了正六連連形的環(huán),，擴展成片層結構，這兒C-C鍵的鍵長皆為142pm,，這正好歸于原子晶體的鍵長范圍,，因而對于同一層來說，它是原子晶體,。在同一平面的碳原子還各剩下一個p軌跡,，它們相互堆疊。電子比較自在,，相當于金屬中的自在電子,，所以石墨能導熱和導電,，這正是金屬晶體特征。因而也歸類于金屬晶體,。
    石墨晶體中層與層之間相隔340pm,，距離較大，是以范德華力結合起來的,，即層與層之間歸于分子晶體,。但是，因為同一平面層上的碳原子間結合很強,，極難損壞,，所以石墨的溶點也很高，化學性質也穩(wěn)定,。
    鑒于它的特殊的成鍵方法,，不能單一的認為是單晶體或者是多晶體，現(xiàn)在普遍認為石墨是一種混合晶體,。