Grafit składa się z warstw, w których znajdują się szejścioczłonowe układy cykliczne. Pierwiastkiem budulcowym grafitu jest węgiel, który tworzy z sąsiednim atomem węgla wiązanie "zdelokalizowane", pozwalające na swobodny ruch elektronów równolegle do warstw, dzięki czemu grafit jest dobrym przewodnikiem elektrycznym. Pomiędzy warstwami występują słabe oddziaływania Van der Waalsa.  Odległości między sąsiednimi atomami węgla w jednej warstwie wynoszą 1.42 Å (czyli 0,142 nm ), zaś między warstwami 3,35 Å (0,335 nm).