Kulstofatomerne i grafit danner en regulær hexagonal struktur, hvor hvert kulstofatom er bundet til tre andre kulstofatomer i et plan. Denne struktur resulterer i en stærk kovalent binding mellem carbonatomerne, som er ansvarlig for grafits høje smeltepunkt og elektriske ledningsevne. Bindingerne mellem flyene er svage, hvilket gør det muligt for flyene at glide let forbi hinanden, hvilket giver grafit dens glatte fornemmelse og dens evne til at blive brugt som smøremiddel. Den type binding i grafit kaldes kovalent binding.