金剛石和石墨都是由碳原子直接構成的。

石墨和金剛石由一種元素組成的純凈物屬于單質，金剛石是自然界中最硬的物質之一，石墨是最軟的礦物之一，所以物理性質具有巨大差異，原因就是由于碳原子排列不同造成的。

石墨和金剛石都屬于碳單質，二者的化學式都是c，石墨結構中有共價鍵、分子鍵等，它們的化學性質基本相同。但金剛石和石墨卻不是同種物質，它們是由相同元素碳構成的同素異型體。

主要是因為他們的空間結構是不同的，石墨單質的各原子間構成正六邊形的平面結構，呈片狀，層與層之間有分子鍵，層之間容易滑動，所以石墨質軟，深灰色，有金屬光澤，手摸有滑膩感并留有深灰色痕跡。又因為正六邊形結構穩定，所以石墨耐高溫，因此石墨可以做高溫潤滑劑。石墨具有良好的耐高溫、導電、導熱、潤滑、可塑及化學穩定性等性能。

結構特點

金剛石是最為堅固的一種碳結構，其碳原子以晶體結構的形式排列，金剛石結構中的每個原子與相鄰的4個原子形成正四面體。具有金剛石結構的晶體除了金剛石以外，還有硅、鍺、α-錫等；石墨是元素碳的一種同素異形體，是原子晶體、金屬晶體和分子晶體之間的一種過渡型晶體。