二者都由相同的元素构成，但并不是同一种物质，他们是碳12的同素异形体。

石墨，是一种深灰色的有金属光泽，而不透明的细片状的混合晶体，熔点为3652摄氏度，具有优良的导电性能。由于石墨是片状的晶胞叠成的晶体，每层晶胞之间很容易发生相对滑动，因此石墨是很好的固体润滑济。石墨是熔点最高的天然物质，可用来作坩埚。石墨很软，和粘土混合后制成铅笔的笔芯。

金刚石，是无色透明的原子晶体，形状是正八面体。天然的金刚石经过仔细琢磨后，就是璀璨夺目的钻石。组成金刚石的碳原子每相临5个碳原子构成一个正四面体，其中一个碳原子在正四面体的中心，其余的4个碳原子在正四面体的四个顶点，因此金刚石是天然存在的最硬的物质，只有人工合成的某些物质比它硬，可用来做切割玻璃的玻璃刀和切割硬金属的车床的刀具。