Razlike između dijamanata i grafita prilično su velike što se tiče izgleda, tvrdoće i namjene. Međutim, grafit i dijamanti imaju dosta toga zajedničkog, od kemijskih svojstava do fizičkih svojstava.
I grafit i izrađuju se dijamanti iz čistog ugljika. Kemijski sastav njih dvoje je potpuno jednak. Zbog toga grafit i dijamanti postaju alotropi ugljika, zajedno s amorfnim, koji se obično naziva čađom ili čađom. Alotropi su spojevi koji imaju isti kemijski sastav, ali imaju različitu strukturu što rezultira različitim svojstvima. Razlika je u tome kako se svi atomi ugljika međusobno poravnavaju i povezuju.
Veze koje međusobno drže ugljik su kovalentne veze. Kovalentne veze su veze koje dijele elektrone između atoma. I u grafitu i u dijamantima atomi ugljika dijele valentne elektrone, elektrone u najudaljenijoj elektronskoj ljusci, s ostalim atomima ugljika u strukturi.
Tališta grafita i dijamanta vrlo su visoka. Točka topljenja grafita iznosi 4200 stupnjeva Kelvina, a talište dijamanta 4500 stupnjeva Kelvina. Zapravo, kada je dijamant izložen velikom toplotnom i ionskom bombardiranju, počet će se pretvarati natrag u grafit, koji je stabilnija struktura za atome ugljika.
Grafit i dijamant dijele i druge karakteristike koje se ne mogu naći u drugim mineralima na bazi ugljika. Na primjer, i grafit i dijamant prirodno se javljaju na Zemlji. Dva minerala mogu se također proizvoditi u laboratoriju. Bijelog ugljika nema u prirodi i stvoren je samo u laboratoriju; može podijeliti snop svjetlosti na dva dijela.
