Wzór chemiczny grafitu to C. Grafit jest alotropem węgla, co oznacza, że ma taki sam skład chemiczny jak węgiel, ale ma inne właściwości fizyczne.
Węgiel może tworzyć trzy naturalnie występujące alotropy: amorficzny węgiel, grafit i diament. Kiedy atomy węgla tworzą heksagonalną strukturę krystaliczną, wynikiem jest grafit. Sześciokątne kraty spoczywają na sobie warstwami, dzięki czemu grafit jest miękki, plastyczny i idealny do stosowania jako smar.
Jednak każda warstwa grafitu jest indywidualnie mocna. Pojedyncza warstwa grafitu znana jest jako grafen i jest ponad 300 razy silniejsza od stali. Siła grafenu i doskonałe właściwości przewodzenia elektrycznego i termicznego sprawiają, że jest on przydatny w wielu zastosowaniach przemysłowych.