Carbono grafito tiene una celda unidad que no ilustra bien la naturaleza de esta estructura formada por capas de carbono.
Cada átomo de carbono se encuentra rodeado por otros tres, en un entorno triangular plano , y utiliza tres orbitales sp2 para unirse a otros tres átomos de carbono.
Los restantes carbonos utilizan igualmente orbitales híbridos sp2 y forman un anillo hexagonal. Los anillos forman capas de átomos de carbono que ademas de los enlaces sencillos C-C por solapamiento de orbitales sp2 disponen de un orbital pi , perpendicular a la capa.
Las capas así formadas, se empaquetan unidas por fuerzas de Van der Waals. Las capas alternas se encuentran eclipsadas tal como muestra la figura. La deslocalización electrónica dentro de una capa hace que el grafito sea un conductor eléctrico.