Termeistä grafiitti ja hiilikuitu on tullut jonkin verran vaihdettavissa. Lyijykynän grafiitti ja tennismailan grafiitti eivät tietenkään ole samaa materiaalia. Vahvan mailan muodostava materiaali on itse asiassa hiilikuituja. Sekä grafiitti että hiilikuidut ovat hiilipohjaisia; erot ovat lopputuotteen tuottavassa prosessissa.
Etelä-Mississippin yliopiston polymeeritieteen laitoksen artikkelin mukaan grafiitti on puhdasta hiiltä, jonka atomit on järjestetty isoihin kuusikulmaisiin renkaisiin. Artikkelissa verrataan niitä kanalankaan. Hiilikuidut eroavat toisistaan siinä mielessä, että ne ovat polymeeri, joka on eräänlainen grafiitti. Polymeeri on hiiliatomiketju, joka on kytketty toisiinsa. Polymeerin on läpäistävä prosessi hiilikuiduksi, joka tekee siitä erilainen kuin grafiitti.
Tuon pitkän hiiliatomiketjun muuntaminen hiilikuiduiksi edellyttää polymeerin venyttämistä. Hapetuskäsittely 200 - 300 astetta alkaa prosessin polymeeristä hiilikuituun. Polymeeri kuumennetaan sitten lämpötiloihin, jotka vaihtelevat 1 000 - 2 500 celsiusastetta. Tarkka lämmön määrä riippuu tiettyjen kuitujen käytöstä. Kuumennuksen aikana kuidut pelkistetään aineeksi, joka on noin 92 prosenttia hiiltä. Polymeeristä tulee erittäin ohut lämmön seurauksena, jolloin siitä tulee hiilikuitua. Jos prosessi jatkuu ja lämpö nousee yli 2500 celsiusastetta, polymeeri muuttuu grafiitiksi hiilikuidun sijasta.
Bristolin yliopiston mukaan hiilikuidut ovat erittäin vahvoja tiheyden puutteestaan huolimatta. Sekä grafiitti että hiilikuidut ovat inerttejä ja reagoimattomia; tämä selittää, miksi lyijykynissä oleva grafiitti ei reagoi paperin kanssa ja että tennismailojen hiilikuidut eivät ole vuorovaikutuksessa mailan muiden komponenttien kanssa. Kuten Wisconsinin yliopiston kemian laitos huomauttaa, hiilikuidut muodostavat oikean materiaalin nivelsiteiden korvaamiseen.
Tärkein ero grafiitin ja hiilikuidun välillä on se, että grafiitti hajoaa helposti, kun taas hiilikuitu on vahva. Tämä ero selittää, miksi grafiitti toimii hyvin kynässä ja hiilikuitu toimii hyvin urheiluvälineissä, lentokoneissa ja avaruussukkulassa.