Krystalografické informace o grafitu jsou skoupé. Obecně se přijímá, že je hexagonální s dobře patrnou bazální štěpností; kromě štěpné plochy však na něm bylo pozorováno jen málo dalších ploch. Zdá se, že nejstarší pozorovatel Kenngott získal nejlepší krystal a změřil roviny, kterým dal indexy 10͞11 a 11͞21, svírající s bazální rovinou 0001 úhel 58° a 70° 18′. (Tyto výsledky jsou nápadně potvrzeny rentgenovými měřeními, která svírají odpovídající úhly 58° 8′ a 70° 13′.) Nordenskiöld považoval grafit za monoklinický vzhledem k proměnlivosti jeho úhlů; jeho závěry však zpochybnil Sjögren, který ve velmi obsáhlém článku uvedl řadu důvodů (dvojčatění, perkusní a leptané figury, tepelná vodivost), které ukazují, že je hexagonální. Zcela nedávno Gaubertovy výzkumy doplnily poznatky o optických vlastnostech grafitu. Ve velmi tenkých vločkách je průhledný, jednoosý a záporně dvojlomný, s indexem lomu asi 2. Tím je definitivně rozhodnuto, že má trigonální hexagonální symetrii. Rentgenová analýza grafitu značně zaostává za analýzou diamantu. Bragg v roce 1914 provedl měření rozteče štěpných rovin a zjistil, že je 3-42 A. U., zatímco Ewald v témže roce pořídil Laueho fotografii krystalu kolmo na osu, čímž potvrdil jeho hexagonální symetrii. O úplnější výklad jeho struktury se pokusili Hull a Debye a Scherrer v roce 1917 práškovou metodou. Oba dokázali prvku přiřadit strukturu, ale tyto struktury mají odlišné mřížky a patří do různých krystalových soustav. Zkoumání původních prací ukazuje, že pozorování ani jednoho z badatelů nejsou ve velmi dobré shodě se strukturou, kterou navrhují, a pozorování vykazují pouze nejhrubší vzájemnou shodu. Zvláště markantní je to v otázce intenzit. Celkově jsou Hullovy výsledky věrohodnější, protože stíněním oddělil čáry Kα a Kβ Mo, zatímco Debye a Scherrer často zaměňovali čáry α za čáry β, jak bude ukázáno dále. Od té doby provedl Backhurst některá měření na grafitu z hlediska jeho rozpínání a vlivu teploty na intenzitu odrazu

.