Liší se uspořádáním atomů uhlíku, chemické složení je v podstatě stejné, pokud se nepodíváme na strukturní jednotky modifikací. Zatím co atomy C v diamantu jsou vázany se sousedy čtyřmi vazbami sigma v prostorové struktuře (hybridizace sp3), v grafitu jsou atomy rozloženy ve vrstvě tak že každý je vázán se třemi sousedy vazbami sigma a jednou delokalizovanou vazbou pí. Právě tato vazba zajišťuje elektrickou vodivost grafitu. Hybridizace je sp2.
