石墨的化学成分为单质碳(C)。自然界纯石墨少见，常含有多种杂质，如SiO、AlO、FeO、MgO、CaO、PO、CuO和H2O、沥青及粘土等,杂质多时可达10%~20%。石墨晶体结构为层状结构，层内极坚固的结合、层间巨大的间距及弱键构成了石墨结构杰出的特色，导致了石墨的片状形状和极彻底解理、低硬度(1~2，但垂直解理为3~5)、光滑、可塑、低密度(2.1~2.3g/cm3);晶格和金特点使石墨呈金属色(铁黑-钢灰)，具有金属光泽、不透明、良导电性和导热性；成分和坚强的结构层使石墨具有化学稳定性和耐高温性等。
      工业上首要依据石墨的结晶程度将其分为两类：一类为晶质石墨，呈鳞片状或块状，晶体大于0.001mm(1μm)，一般可用肉眼或显微镜辨识其晶形；另一类为隐晶质石墨，晶体细小，显微镜下难以辨识其晶形，又称不定形石墨或土状石墨。
    石墨粉是中性耐火填料，对金属激冷才能高，不被金属或金属氧化物所潮湿，不与金属液产生化学反应，耐火度高，如天然鳞片石墨熔点高达3000℃以上，一般工业用石墨熔点约2100℃。
    石墨的耐火功能极佳，而且不为液态金属所潮湿，这两大特色是其他任何资料所不能比较的。此外，石墨热导率高、热容量大、热膨胀系数十分低，石墨粉的密度较低，简单在水中悬浮，再加上来历丰厚、价格低廉，故石墨粉是砂型铸铁件生产中最常用的耐火填料，砂型和金属型铸铜、铸铝件生产中也常用它。石墨粉一般不适用于铸钢，这主要是因为石墨会使铸钢渗碳的原因。
    石墨最大的缺点是黑而细腻，沾在皮肤及衣物上以后不易洗净，扬起的粉尘污染操作环境。近年来，对无石墨的浅色涂料的研究受到了遍及注重，但迄今仍未找到令人清意的石墨代用资料。
    作为涂料的骨料，石墨粉还有两个一般未被注重的缺点：其一是耐火度太高、难I烧结，无论参加何种辅助资料，都不能使涂料层的高温强度明显提高，涂料易于脱落造成铸件缺点；其二是易吸收辐射热而且热导率又高，有时会促进夹砂缺点的构成。
    碳质类耐火粉料还包含废石墨电极与废石墨坩埚碾碎成的颗粒，以及冲天炉打炉后烧掉的焦炭碾碎成的颗粒。这类资料价格低廉，可部分取代石墨粉作涂料耐火粉料使用。