Têm a mesma composição (átomos de carbono), mas apresentam propriedades bem diferentes! A forma como os átomos de carbono se arranjam na malha cristalina é que faz com que sejam tão diferentes.
No diamante, os átomos formam entre si ligações muito fortes (chamadas ligações covalentes). Cada átomo forma ligações covalentes com 4 outros átomos de carbono. Estas ligações têm uma disposição no espaço que pode ser descrita dizendo que estão direcionadas para o vértice de um tetraedro de que o carbono ocupa o centro. Os átomos de carbono assim ligados formam uma rede tridimensional.
Na grafite, os átomos de carbono ligam-se entre si também por ligações covalentes, mas cada átomo só está ligado a 3 outros átomos de carbono. As ligações têm uma geometria tal que se pode dizer que estão direccionadas para os vértices de um triângulo de que o carbono ocupasse o centro. Formam assim "folhas" de átomos da carbono ligados entre si por ligações covalentes (e não uma rede tridimensinal).
As camadas que formam a grafite, por sua vez, ligam-se umas às outras por ligações muito fracas (ligações Van der Waals). Tão fracas que quando passamos o dedo por cima da grafite sentimos que é macia e levemente escorregadia - tal sensação resulta do deslizamento das camadas umas sobre as outras; ligações tão fracas que quando passamos com o bico do lápis no papel, lá fica alguma grafite que nos permite ler o que escrevemos.
- O diamante é um isolante elétrico, a grafite é um bom condutor;
- O diamante é a substância natural mais dura (valor máximo - 10 - na escala de Mohs); a grafite está no oposto da tabela - valor 1 na escala de Mohs;
- O diamante é inerte e insolúvel, já a grafite reage com muitos elementos;
- O diamante tem um ponto de fusão mil graus acima da grafite.
O diamante forma-se a grandes profundidades, em condições de elevadas pressões...e é ao lidar com essas pressões elevadas, que a malha cristalina do carbono se arranja de forma "tão perfeita"... 
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