Podstawową różnicą między diamentem a grafitem jest sposób, w jaki ich atomy węgla są ułożone w celu tworzenia ich fizycznych struktur krystalicznych. Układ atomów węgla w diamentach powoduje, że są silnie ze sobą połączone, podczas gdy atomy grafitu są utrzymywane razem ze słabszym wiązaniem, tworząc miękką substancję fizyczną.
Cząsteczki diamentu mają kształt doskonałych czworościanów i trzymane są razem przez pojedyncze atomy, tworząc silne wiązania z czterema innymi atomami. Ich kształt sprawia, że diament jest wyjątkowo twardy i wytrzymały, odporny na kompresję i pęknięcia.
Cząsteczki grafitu składają się z pojedynczego atomu węgla związanego z trzema innymi i gromadzą się razem z innymi, tworząc arkusze cząsteczek. Chociaż poszczególne cząsteczki grafitu są silnie związane, arkusze, które tworzą, są słabe i łatwo się rozpadają.
