De termen grafiet en koolstofvezel zijn tot op zekere hoogte uitwisselbaar geworden. Grafiet in potloden en grafiet in een tennisracket zijn echter duidelijk niet hetzelfde materiaal. Het materiaal dat een sterk racket maakt, is eigenlijk gemaakt van koolstofvezels. Zowel grafiet- als koolstofvezels zijn op koolstof gebaseerd; de verschillen zitten in het proces dat het eindproduct oplevert.
Volgens een artikel van het Department of Polymer Science van de University of Southern Mississippi is grafiet pure koolstof waarvan de atomen zijn gerangschikt in grote vellen zeshoekige ringen. Het artikel vergelijkt ze met kippengaas. Koolstofvezels verschillen doordat ze een polymeer zijn dat een soort grafiet is. Een polymeer is een keten van koolstofatomen die met elkaar verbonden zijn. Het polymeer moet een proces ondergaan om koolstofvezel te worden dat het anders maakt dan grafiet.
Om die lange keten van koolstofatomen om te zetten in koolstofvezels, wordt het polymeer uitgerekt. Een oxidatiebehandeling bij 200 tot 300 graden Celsius start het proces van polymeer tot koolstofvezel. Het polymeer wordt vervolgens verwarmd tot temperaturen van 1.000 tot 2.500 graden Celsius. De exacte hoeveelheid warmte hangt af van het gebruik van de specifieke vezels. Tijdens het verhittingsproces worden de vezels gereduceerd tot een stof die voor ongeveer 92 procent uit koolstof bestaat. Het polymeer wordt door de hitte erg dun, waarna het koolstofvezel wordt. Als het proces doorgaat en de hitte stijgt tot boven de 2500 graden Celsius, verandert het polymeer in grafiet in plaats van koolstofvezel.
Volgens de Universiteit van Bristol zijn koolstofvezels erg sterk, ondanks hun gebrek aan dichtheid. Zowel grafiet- als koolstofvezels zijn inert en niet-reactief; dit verklaart waarom grafiet in potloodpotloden niet reageert met papier en de koolstofvezels in tennisrackets geen interactie hebben met de andere componenten van het racket. Zoals het Department of Chemistry van de University of Wisconsin aangeeft, zijn koolstofvezels het juiste materiaal voor het vervangen van ligamenten.
Het belangrijkste verschil tussen grafiet en koolstofvezel is het feit dat grafiet gemakkelijk uit elkaar valt, terwijl koolstofvezel sterk is. Dit verschil verklaart waarom grafiet goed werkt in een potlood en koolstofvezel goed werkt in sportuitrusting, vliegtuigen en de spaceshuttle.