金剛石與石墨的關系是同素異形體。 【擴展】 同素異形體的定義：同種元素形成的性質不同的單質。石墨和金剛石都屬于碳單質，他們的化學性質完全相同，但金剛石和石墨不是同種物質，它們是由相同元素構成的同素異型體。 所不同的是物理結構特征。 　　二者的化學式都是C。 　　石墨原子間構成正六邊形是平面結構，呈片狀。 　　金剛石原子間是立體的正四面體結構。 　　金剛石的熔點是3550℃,石墨的熔點是3652℃～3697℃(升華)。石墨熔點高于金剛石。 　　從片層內部來看，石墨是原子晶體；從片層之間來看,石墨是分子晶體(總體說來，石墨應該是混合型晶體)；而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點反而高于金剛石,似乎不可思議，但石墨晶體片層內共價鍵的鍵長是1.42×10－10m,金剛石晶體內共價鍵的鍵長是1.55×10－10m。同為共價鍵，鍵長越小,鍵能越大，鍵越牢固，破壞它也就越難,也就需要提供更多的能量，故而熔點應該更高。 (主要就是石墨的原子晶體屬性導致它的熔點變高)