I termini grafite e fibra di carbonio sono diventati in una certa misura intercambiabili. Tuttavia, la grafite nelle matite di piombo e la grafite in una racchetta da tennis non sono ovviamente lo stesso materiale. Il materiale che rende forte una racchetta è in realtà costituito da fibre di carbonio. Sia la grafite che le fibre di carbonio sono a base di carbonio; le differenze risiedono nel processo che produce il prodotto finale.
Secondo un articolo del Dipartimento di Scienze dei polimeri dell'Università del Mississippi meridionale, la grafite è carbonio puro con i suoi atomi disposti in grandi fogli di anelli esagonali. L'articolo li confronta con il filo di pollo. Le fibre di carbonio differiscono in quanto sono un polimero che è un tipo di grafite. Un polimero è una catena di atomi di carbonio collegati tra loro. Il polimero deve subire un processo per diventare fibra di carbonio che lo rende diverso dalla grafite.
La conversione di quella lunga catena di atomi di carbonio in fibre di carbonio comporta l'allungamento del polimero. Un trattamento di ossidazione a 200-300 gradi centigradi avvia il processo dal polimero alla fibra di carbonio. Il polimero viene quindi riscaldato a temperature comprese tra 1.000 e 2.500 gradi centigradi. L'esatta quantità di calore dipende dall'uso delle fibre specifiche. Durante il processo di riscaldamento, le fibre vengono ridotte a una sostanza che è circa il 92% di carbonio. Il polimero diventa molto sottile a causa del calore, a quel punto diventa fibra di carbonio. Se il processo continua e il calore sale sopra i 2.500 gradi centigradi, il polimero si trasformerà in grafite invece che in fibra di carbonio.
Secondo l'Università di Bristol, le fibre di carbonio sono molto resistenti, nonostante la loro mancanza di densità. Sia la grafite che le fibre di carbonio sono inerti e non reattive; questo spiega perché la grafite nelle matite di piombo non reagisce con la carta e le fibre di carbonio nelle racchette da tennis non interagiscono con gli altri componenti della racchetta. Come sottolinea il Dipartimento di Chimica dell'Università del Wisconsin, le fibre di carbonio sono il materiale giusto per le sostituzioni dei legamenti.
La principale differenza tra grafite e fibra di carbonio è il fatto che la grafite si rompe facilmente mentre la fibra di carbonio è forte. Questa differenza spiega perché la grafite funziona bene in una matita e la fibra di carbonio funziona bene nelle attrezzature sportive, negli aeroplani e nello space shuttle.