Pojmy grafit a uhlíkové vlákno sa stali do istej miery zameniteľné. Grafit v olovených ceruzkách a grafit v tenisovej rakete však zjavne nie sú ten istý materiál. Materiál, ktorý vytvára silnú raketu, je v skutočnosti vyrobený z uhlíkových vlákien. Grafit aj uhlíkové vlákna sú na báze uhlíka; rozdiely spočívajú v procese výroby konečného produktu.
Podľa článku katedry vedy o polyméroch na univerzite v južnom Mississippi je grafit čistý uhlík s jeho atómami usporiadanými do veľkých listov šesťuholníkových prstencov. Článok ich porovnáva s kuracím drôtom. Uhlíkové vlákna sa líšia tým, že sú to polyméry, ktoré sú typom grafitu. Polymér je reťazec uhlíkových atómov, ktoré sú navzájom spojené. Z polyméru musí prejsť procesom, z ktorého sa stane uhlíkové vlákno, ktoré ho odlišuje od grafitu.
Premena tohto dlhého reťazca atómov uhlíka na uhlíkové vlákna zahŕňa natiahnutie polyméru. Oxidačné spracovanie pri teplote 200 až 300 stupňov Celzia zaháji proces z polyméru na uhlíkové vlákno. Polymér sa potom zahreje na teploty v rozmedzí od 1 000 do 2 500 stupňov Celzia. Presné množstvo tepla závisí od použitia konkrétnych vlákien. Počas procesu zahrievania sa vlákna redukujú na látku, ktorá predstavuje približne 92 percent uhlíka. Polymér sa vplyvom tepla veľmi zriedi, až potom sa zmení na uhlíkové vlákno. Ak proces pokračuje a teplo stúpne nad 2 500 stupňov Celzia, namiesto uhlíkových vlákien sa polymér zmení na grafit.
Podľa univerzity v Bristole sú uhlíkové vlákna napriek svojej hustote veľmi silné. Grafitové aj uhlíkové vlákna sú inertné a nereaktívne; To vysvetľuje, prečo grafit v olovených ceruzkách nereaguje s papierom a uhlíkové vlákna v tenisových raketách neinteragujú s ostatnými komponentmi rakety. Ako upozorňuje Katedra chémie University of Wisconsin, uhlíkové vlákna sú tým správnym materiálom na náhradu väzov.
Hlavným rozdielom medzi grafitom a uhlíkovými vláknami je skutočnosť, že grafit sa ľahko rozpadá, zatiaľ čo uhlíkové vlákno je silné. Tento rozdiel vysvetľuje, prečo grafit funguje dobre v ceruzke a uhlíkové vlákna dobre v športovom vybavení, lietadlách a raketoplánoch.