A informação cristalográfica sobre o tema do grafite é escassa. Tem sido geralmente aceita como hexagonal com uma clivagem basal bem marcada; mas além da clivagem, poucas outras faces têm sido observadas nela. Kenngott, o observador mais antigo, parece ter obtido o melhor cristal, e planos medidos, aos quais ele deu os índices 10͞11 e 11͞21, fazendo ângulos de 58° e 70° 18′ respectivamente com o plano basal 0001. (Estes resultados são confirmados por medições de raios X, que fazem os ângulos correspondentes de 58° 8′ e 70° 13′). Nordenskiöld considerou a grafite monoclínica, devido à variabilidade de seus ângulos; mas suas conclusões foram questionadas por Sjögren, que, em um trabalho muito completo, aduziu uma série de razões (geminação, percussão e figuras de gravura, condutividade térmica) para mostrar que era hexagonal. Muito recentemente as pesquisas de Gaubert acrescentaram um conhecimento das propriedades ópticas do grafite. Em flocos muito finos é transparente, uniaxial e negativamente birefringente, com um índice de refracção de cerca de 2, o que estabelece definitivamente que tem simetria hexagonal trigonal. A análise radiográfica da grafite está consideravelmente atrasada em relação à do diamante. Bragg, em 1914, fez uma medição do espaçamento dos planos de clivagem, encontrando-a em 342 A. U., enquanto Ewald, no mesmo ano, tirou uma fotografia de Laue de um cristal, perpendicular ao eixo, confirmando a sua simetria hexagonal. A interpretação mais completa de sua estrutura foi tentada por Hull e por Debye e Scherrer, em 1917, pelo método do pó. Ambos foram capazes de atribuir uma estrutura ao elemento, mas estas estruturas têm diferentes estruturas e pertencem a diferentes sistemas de cristais. Um exame dos trabalhos originais mostra que as observações de nenhum dos investigadores estão em muito boa concordância com a estrutura que propõem, e as observações apenas mostram a mais grosseira concordância um com o outro. Isto é especialmente marcado na questão das intensidades. No geral, os resultados de Hull são mais plausíveis, pois ele separou as linhas Kα e Kβ de Mo por triagem, enquanto Debye e Scherrer muitas vezes confundiram α com as linhas β, como será mostrado a seguir. Desde então Backhurst tem feito algumas medições em grafite, do ponto de vista da sua expansão e do efeito da temperatura sobre as intensidades de reflexão.