La información cristalográfica sobre el grafito es escasa. Generalmente se ha aceptado que es hexagonal con una hendidura basal bien marcada; pero además de la cara de la hendidura se han observado pocas otras caras en él. Kenngott, el primer observador, parece haber obtenido el mejor cristal y medido los planos, a los que dio los índices 10͞11 y 11͞21, formando ángulos de 58° y 70° 18′ respectivamente con el plano basal 0001. (Estos resultados están sorprendentemente confirmados por las mediciones de rayos X, que hacen que los ángulos correspondientes sean de 58° 8′ y 70° 13′). Nordenskiöld consideraba que el grafito era monoclínico, debido a la variabilidad de sus ángulos; pero sus conclusiones fueron cuestionadas por Sjögren, quien, en un artículo muy completo, adujo una serie de razones (hermanamiento, cifras de percusión y grabado, conductividad térmica) para demostrar que era hexagonal. Muy recientemente, las investigaciones de Gaubert han permitido conocer las propiedades ópticas del grafito. En escamas muy finas es transparente, uniaxial y negativamente birrefringente, con un índice de refracción de aproximadamente 2. Esto establece definitivamente que tiene simetría hexagonal trigonal. El análisis de rayos X del grafito se ha retrasado considerablemente con respecto al del diamante. En 1914, Bragg midió la distancia entre los planos de corte y determinó que era de 3-42 U.A., mientras que Ewald, en el mismo año, tomó una fotografía Laue de un cristal, perpendicular al eje, confirmando su simetría hexagonal. La interpretación más completa de su estructura fue intentada por Hull y por Debye y Scherrer en 1917 por el método del polvo. Ambos pudieron asignar una estructura al elemento, pero estas estructuras tienen retículas diferentes y pertenecen a sistemas cristalinos distintos. Un examen de los documentos originales muestra que las observaciones de ninguno de los dos investigadores están en muy buena concordancia con la estructura que proponen, y las observaciones sólo muestran la más aproximada concordancia entre sí. Esto es especialmente marcado en la cuestión de las intensidades. En general, los resultados de Hull son más plausibles, porque él separó las líneas Kα y Kβ de Mo mediante cribado, mientras que Debye y Scherrer confundieron a menudo las líneas α con las β, como se demostrará posteriormente. Desde entonces Backhurst ha realizado algunas mediciones sobre el grafito, desde el punto de vista de su expansión y del efecto de la temperatura sobre las intensidades de reflexión.