石墨是元素碳的一种同素异形体，每个碳原子的周边连结着另外三个碳原子（摆放方式呈蜂巢式的多个六边形）以共价键结合，构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子，那些电子能够自在移动，因此石墨属于导电体。
    石墨是其中一种最软的矿物，它的用处包括制作铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素，位于元素周期表的第二周期IVA族。拉丁语为Carbonium，意为“煤，木炭”，汉字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁构成，从“炭”字音。
    常温下单质碳的化学性质比较稳定，不溶于水、稀酸、稀碱和有机溶剂；高温下与氧反响燃烧，生成二氧化碳或一氧化碳；在卤素中只要氟能与单质碳直接反响；在加热下，单质碳较易被酸氧化；在高温下，碳还能与许多金属反响，生成金属碳化物。碳具有还原性，在高温下能够冶炼金属。此外，近年的研究发现，石墨能够被氯磺酸溶解，构成单层石墨烯的氯磺酸“溶液”。
    石墨是碳质元素结晶矿物，它的结晶格架为六边形层状结构。每一网层间的间隔为340pm，同一网层中碳原子的距离为142pm;属六方晶系，具完整的层状解理。解理面以分子键为主，对分子吸引力较弱，故其天然可浮性很好。
    石墨与金刚石、碳60、碳纳米管等都是碳元素的单质，它们互为同素异形体。