Pojmovi grafit i ugljična vlakna postali su donekle zamjenjivi. Međutim, grafit u olovkama i grafit u teniskom reketu očito nisu isti materijal. Materijal koji čini snažni reket zapravo je izrađen od ugljičnih vlakana. I grafitna i ugljična vlakna temelje se na ugljiku; razlike su u procesu koji proizvodi krajnji proizvod.
Prema članku Odjela za polimerne znanosti Sveučilišta Southern Mississippi, grafit je čisti ugljik sa svojim atomima raspoređenim u velike listove šesterokutnih prstenova. Članak ih uspoređuje s pilećom žicom. Ugljična vlakna razlikuju se po tome što su polimer koji je vrsta grafita. Polimer je lanac atoma ugljika koji su međusobno povezani. Polimer mora proći postupak da bi postao karbonsko vlakno po čemu se razlikuje od grafita.
Pretvaranje tog dugog lanca ugljikovih atoma u ugljična vlakna uključuje rastezanje polimera. Oksidacijskim postupkom na temperaturi od 200 do 300 stupnjeva Celzijusa započinje proces od polimera do ugljičnih vlakana. Zatim se polimer zagrijava na temperature u rasponu od 1.000 do 2.500 stupnjeva Celzijevih. Točna količina topline ovisi o upotrebi određenih vlakana. Tijekom postupka zagrijavanja vlakna se reduciraju na tvar koja iznosi približno 92 posto ugljika. Polimer postaje vrlo tanak kao rezultat vrućine, u kojem trenutku postaje ugljično vlakno. Ako se postupak nastavi i toplina poraste iznad 2500 stupnjeva Celzijevih, polimer će se umjesto u ugljična vlakna pretvoriti u grafit.
Prema Sveučilištu u Bristolu, ugljična su vlakna vrlo jaka, unatoč nedostatku gustoće. I grafitna i ugljična vlakna su inertna i nereaktivna; to objašnjava zašto grafit u olovnim olovkama ne reagira s papirom, a ugljična vlakna u teniskim reketima ne djeluju u interakciji s ostalim komponentama reketa. Kao što ističe Kemijski odjel Sveučilišta Wisconsin, ugljična vlakna čine pravi materijal za zamjenu ligamenata.
Glavna razlika između grafita i ugljičnih vlakana je činjenica da se grafit lako raspada dok su ugljična vlakna jaka. Ova razlika objašnjava zašto grafit dobro djeluje u olovci, a ugljična vlakna u sportskoj opremi, avionima i svemirskom brodu.