石墨，是層狀結構，C原子sp2雜化，與3個C原子形成西格瑪鍵，未雜化的1個p軌道形成大派鍵。
金剛石，是空間網狀結構，C原子sp3雜化，與4個C原子成鍵。
sp2雜化中，s軌道的成分比sp3雜化更多，所以形成的共價鍵更短，更牢固，即石墨的層內共價鍵鍵長比金剛石的的鍵長短，作用力更大，破壞化學鍵需要更大能量。
所以石墨的熔點比金剛石高。
石墨的熔點比金剛石高，是石墨中的大兀鍵決定的。石墨中C原子發些sp2雜化，雜化軌道之間形成西格瑪鍵，C原子彼此連接成正六邊形的平面網狀結構。未雜化軌道的電子形成離域大兀鍵，有點像金屬鍵。而金剛石中C發生Sp3雜化，原子間形成正四面體空間網狀結構，硬度大。
金剛石的熔點是3550℃，石墨的熔點是3652℃～3697℃(昇華)。石墨熔點高於金剛石。
從片層內部來看，石墨是原子晶體從片層之間來看，石墨是分子晶體(總體說來，石墨應該是混合型晶體)而金剛石是原子晶體。石墨晶體的熔點反而高於金剛石，似乎不可思議，但石墨晶體片層內共價鍵的鍵長是1.42×10－10m，金剛石晶體內共價鍵的鍵長是1.55×10－10m。同爲共價鍵，鍵長越小，鍵越牢固，破壞它也就越難，也就需要提供更多的能量，故而熔點應該更高。
(主要就是石墨的分子晶體屬性導致它的熔點高)
