As diferenças entre diamantes e grafite são bastante grandes quando se trata de aparência, dureza e usos. No entanto, o grafite e os diamantes têm muito em comum, desde propriedades químicas até propriedades físicas.
Grafite e diamantes são feitos de carbono puro. A composição química dos dois é exatamente a mesma. Isso torna o grafite e os diamantes alótropos do carbono junto com o amorfo, que é comumente chamado de fuligem ou negro de fumo. Alótropos são compostos que têm a mesma composição química, mas têm estruturas diferentes que resultam em propriedades diferentes. A diferença está em como todos os átomos de carbono se alinham e se conectam uns aos outros.
As ligações que mantêm o carbono entre si são ligações covalentes. Ligações covalentes são ligações que compartilham elétrons entre átomos. Tanto no grafite quanto nos diamantes, os átomos de carbono compartilham elétrons de valência, elétrons na camada de elétrons mais externa, com outros átomos de carbono na estrutura.
Os pontos de fusão do grafite e do diamante são muito altos. O ponto de fusão da grafite é 4.200 graus Kelvin, e o ponto de fusão do diamante é 4.500 graus Kelvin. Na verdade, quando um diamante é exposto a alto calor e bombardeio de íons, ele começa a se converter em grafite, que é uma estrutura mais estável para átomos de carbono.
Grafite e diamante compartilham outras características não encontradas em outros minerais à base de carbono. Por exemplo, tanto o grafite quanto o diamante ocorrem naturalmente na Terra. Os dois minerais também podem ser produzidos em laboratório. O carbono branco não é encontrado na natureza e só foi criado no laboratório; ele pode dividir um feixe de luz em dois.