Графит имеет кристаллическую решётку типа слоистого кристаллического строения. В его структуре атомы углерода расположены в плоскостных слоях, образующих двухмерные решётки, где каждый атом углерода связан с тремя другими атомами углерода трёхковалентными связями (с помощью σ-связей). Четвёртый электрон формирует π-связь, создавая делокализованные электроны.
Высокая тепло- и электропроводность графита объясняется следующими особенностями:
1. Делокализованные электроны могут свободно перемещаться между слоями, что позволяет проводить электрический ток.
2. Связи между слоями слабее (васионные связи), что позволяет слоям легко скользить друг относительно друга, улучшая теплопроводность за счёт распределения энергии между атомами.