Le informazioni cristallografiche sulla grafite sono scarse. È stata generalmente accettata come esagonale con una scissione basale ben marcata; ma oltre alla faccia di scissione poche altre facce sono state osservate su di essa. Kenngott, il primo osservatore, sembra aver ottenuto il miglior cristallo, e ha misurato i piani, ai quali ha dato gli indici 10͞11 e 11͞21, facendo angoli di 58° e 70° 18′ rispettivamente con il piano basale 0001. (Questi risultati sono sorprendentemente confermati dalle misure a raggi X, che fanno gli angoli corrispondenti 58° 8′ e 70° 13′). Nordenskiöld considerava la grafite monoclina, a causa della variabilità dei suoi angoli; ma le sue conclusioni furono messe in dubbio da Sjögren, il quale, in un articolo molto completo, adduceva una serie di ragioni (gemellaggio, figure di percussione e incisione, conducibilità termica) per dimostrare che era esagonale. Molto recentemente le ricerche di Gaubert hanno aggiunto la conoscenza delle proprietà ottiche della grafite. In scaglie molto sottili è trasparente, monoassiale e birifrangente negativamente, con un indice di rifrazione di circa 2. Questo stabilisce definitivamente che ha simmetria esagonale trigonale. L’analisi a raggi X della grafite è rimasta molto indietro rispetto a quella del diamante. Bragg nel 1914 fece una misurazione della spaziatura dei piani di scissione, trovandola di 3-42 A. U., mentre Ewald, nello stesso anno, fece una fotografia Laue di un cristallo, perpendicolare all’asse, confermando la sua simmetria esagonale. L’interpretazione più completa della sua struttura fu tentata da Hull e da Debye e Scherrer nel 1917 con il metodo della polvere. Entrambi sono stati in grado di assegnare una struttura all’elemento, ma queste strutture hanno diversi reticoli e appartengono a diversi sistemi cristallini. Un esame dei documenti originali mostra che le osservazioni di nessuno dei due ricercatori sono in ottimo accordo con la struttura che propongono, e le osservazioni mostrano solo il più rozzo accordo tra loro. Questo è particolarmente marcato nella questione delle intensità. Nel complesso, i risultati di Hull sono più plausibili, perché ha separato le linee Kα e Kβ di Mo per proiezione, mentre Debye e Scherrer hanno spesso scambiato le linee α per β, come sarà dimostrato in seguito. Da allora Backhurst ha fatto alcune misurazioni sulla grafite, dal punto di vista della sua espansione e dell’effetto della temperatura sulle intensità di riflessione.