Terminy grafit i włókno węglowe stały się do pewnego stopnia wymienne. Jednak grafit w ołówkach i grafit w rakiecie tenisowej to oczywiście nie ten sam materiał. Materiał, z którego wykonana jest mocna rakieta, jest w rzeczywistości wykonany z włókien węglowych. Zarówno włókna grafitowe, jak i węglowe są oparte na węglu; różnice tkwią w procesie wytwarzania produktu końcowego.
Według artykułu z Department of Polymer Science na University of Southern Mississippi, grafit to czysty węgiel, którego atomy są ułożone w duże arkusze heksagonalnych pierścieni. Artykuł porównuje je do siatki z kurczaka. Włókna węglowe różnią się tym, że są polimerem będącym rodzajem grafitu. Polimer to łańcuch połączonych ze sobą atomów węgla. Polimer musi przejść proces, aby stać się włóknem węglowym, co odróżnia go od grafitu.
Przekształcenie tego długiego łańcucha atomów węgla we włókna węglowe wymaga rozciągania polimeru. Utlenianie w temperaturze od 200 do 300 stopni Celsjusza rozpoczyna proces od polimeru do włókna węglowego. Polimer jest następnie podgrzewany do temperatur w zakresie od 1000 do 2500 stopni Celsjusza. Dokładna ilość ciepła zależy od zastosowania określonych włókien. Podczas procesu ogrzewania włókna są redukowane do substancji zawierającej około 92% węgla. Polimer staje się bardzo cienki w wyniku ciepła, po czym staje się włóknem węglowym. Jeśli proces będzie kontynuowany, a temperatura wzrośnie powyżej 2500 stopni Celsjusza, polimer zamieni się w grafit zamiast włókna węglowego.
Według Uniwersytetu w Bristolu włókna węglowe są bardzo mocne, pomimo braku gęstości. Zarówno włókna grafitowe, jak i węglowe są obojętne i niereaktywne; wyjaśnia to, dlaczego grafit w ołówkach ołowianych nie reaguje z papierem, a włókna węglowe w rakietach tenisowych nie wchodzą w interakcje z innymi elementami rakiety. Jak wskazuje Wydział Chemii Uniwersytetu Wisconsin, włókna węglowe są właściwym materiałem do wymiany więzadeł.
Główną różnicą między grafitem a włóknem węglowym jest fakt, że grafit łatwo się rozpada, a włókno węglowe jest mocne. Ta różnica wyjaśnia, dlaczego grafit sprawdza się dobrze w ołówku, a włókno węglowe sprawdza się w sprzęcie sportowym, samolotach i promach kosmicznych.