Der Hauptunterschied zwischen Diamant und Graphit besteht darin, wie ihre Kohlenstoffatome angeordnet sind, um ihre physikalischen Kristallstrukturen zu bilden. Durch die Anordnung der Kohlenstoffatome in Diamanten binden sie sich stark, während Graphitatome gehalten werden zusammen mit einer schwächeren Bindung, wodurch eine weiche physikalische Substanz entsteht.
Diamantmoleküle haben die Form perfekter Tetraeder und werden von einzelnen Atomen zusammengehalten, die starke Bindungen zu vier anderen Atomen eingehen. Ihre Form macht Diamanten extra hart und haltbar, um Kompression und gebrochenen Bindungen zu widerstehen.
Graphitmoleküle bestehen aus einem einzelnen Kohlenstoffatom, das an drei andere gebunden ist und sich mit anderen zu Molekülschichten zusammenfügt. Obwohl einzelne Graphitmoleküle stark verbunden sind, sind die von ihnen gebildeten Schichten schwach und können leicht auseinanderbrechen.