Informațiile cristalografice pe tema grafitului sunt puține. În general, a fost acceptat ca fiind hexagonal, cu un clivaj bazal bine marcat; dar în afară de fața de clivaj, puține alte fețe au fost observate vreodată pe el. Kenngott, cel mai vechi observator, pare să fi obținut cel mai bun cristal și a măsurat planurile, cărora le-a dat indicii 10͞11 și 11͞21, făcând unghiuri de 58° și respectiv 70° 18′ cu planul bazal 0001. (Aceste rezultate sunt confirmate în mod surprinzător de măsurătorile cu raze X, care fac unghiurile corespunzătoare de 58° 8′ și 70° 13′). Nordenskiöld a considerat că grafitul este monoclinic, din cauza variabilității unghiurilor sale; dar concluziile sale au fost puse sub semnul întrebării de Sjögren, care, într-o lucrare foarte completă, a prezentat o serie de motive (twinning, cifre de percuție și gravură, conductivitate termică) pentru a demonstra că este hexagonal. Destul de recent, cercetările lui Gaubert au adus un plus de cunoaștere a proprietăților optice ale grafitului. În fulgi foarte subțiri, acesta este transparent, uniaxial și birefringent negativ, cu un indice de refracție de aproximativ 2. Acest lucru stabilește definitiv că are simetrie hexagonală trigonală. Analiza cu raze X a grafitului a rămas cu mult în urmă față de cea a diamantului. În 1914, Bragg a măsurat distanța dintre planurile de clivaj și a constatat că aceasta este de 3-42 U.A., în timp ce Ewald, în același an, a realizat o fotografie Laue a unui cristal, perpendicular pe axă, confirmând simetria hexagonală a acestuia. Interpretarea mai completă a structurii sale a fost încercată de Hull și de Debye și Scherrer în 1917 prin metoda pulberii. Ambii au reușit să atribuie o structură elementului, dar aceste structuri au rețele diferite și aparțin unor sisteme cristaline diferite. O examinare a lucrărilor originale arată că observațiile niciunuia dintre cei doi cercetători nu sunt în foarte bună concordanță cu structura pe care o propun, iar observațiile prezintă doar cea mai aproximativă concordanță între ele. Acest lucru este deosebit de accentuat în ceea ce privește intensitățile. În ansamblu, rezultatele lui Hull sunt mai plauzibile, deoarece el a separat liniile Kα și Kβ ale Mo prin ecranare, în timp ce Debye și Scherrer au confundat adesea liniile α cu liniile β, așa cum se va arăta ulterior. De atunci, Backhurst a făcut câteva măsurători pe grafit, din punct de vedere al dilatării acestuia și al efectului temperaturii asupra intensităților de reflexie.

.