Grafiet heeft een breed scala van bijna tegenstrijdige toepassingen. Een allotrope van koolstof en een van de zachtste mineralen ter wereld, het gebruik varieert van schrijfgerei tot smeermiddelen. Er kan een cilinder van grafeen van één atoom dik van worden gemaakt, een supersterk materiaal dat in sportartikelen wordt gebruikt. Grafiet kan zich gedragen als een metaal en elektriciteit geleiden, maar ook als een niet-metaal dat bestand is tegen hoge temperaturen.
Kristallijne structuur

Grafiet komt van nature voor als vlokken en aders in rotsfracturen of als amorfe klonten. De basis kristallijne structuur van grafiet is een vlakke plaat van sterk gebonden koolstofatomen in hexagonale cellen. Deze vellen worden op elkaar gestapeld om volume te creëren, maar de verticale verbindingen tussen de vellen zijn erg zwak. Door de zwakte van deze verticale bindingen kunnen de vellen splijten en over elkaar schuiven. Als een grafeenplaat echter is uitgelijnd en horizontaal wordt gerold, is het resulterende materiaal 100 keer sterker dan staal.
Schrijf- en kunstenaarsmaterialen

Potloodkernen van "lood" zijn gemaakt van een mengsel van klei en grafiet . Losjes gespleten grafietschilfers markeren het papier en de klei fungeert als een bindmateriaal. Hoe hoger het grafietgehalte van de kern, hoe zachter het potlood en hoe donkerder het spoor. Er is geen lood in wat bekend staat als loodpotloden. De naam is ontstaan in Europa toen grafiet vanwege zijn metaalachtige uitstraling "plumbago" of "zwarte lood" werd genoemd. Het gebruik van Graphite als marker dateert uit de 16e eeuw in Noord-Engeland, waar de lokale legende stelt dat herders een nieuw ontdekte grafietafzetting gebruikten om schapen te markeren.
Smeermiddelen en vuurvaste materialen

Grafiet reageert met atmosferische waterdamp om af te zetten een dunne film over aangrenzende oppervlakken en vermindert de wrijving ertussen. Het vormt een suspensie in olie en vermindert de wrijving tussen twee bewegende delen. Grafiet werkt op deze manier als een smeermiddel tot een temperatuur van 787 graden Celsius (1.450 graden Fahrenheit) en als een anti-seize materiaal tot 1.315 graden Celsius (2.399 graden Fahrenheit). Grafiet is een gebruikelijk vuurvast materiaal omdat het bestand is tegen hoge temperaturen zonder chemisch te veranderen. Het wordt gebruikt in productieprocessen, variërend van staal- en glasproductie tot ijzerverwerking. Het is ook een asbestvervanger in remvoeringen voor auto's.
Lithium-ionbatterijen

Lithium-ionbatterijen hebben een lithiumkathode en een grafietanode. Terwijl de batterij oplaadt, stapelen positief geladen lithiumionen in het elektrolyt - een lithiumzoutoplossing - zich op rond de grafietanode. Een lithiumanode zou een krachtigere batterij maken, maar lithium breidt aanzienlijk uit wanneer deze wordt opgeladen. Na verloop van tijd raakt het oppervlak van de lithiumkathode gebarsten waardoor lithiumionen kunnen ontsnappen. Deze vormen op hun beurt gezwellen die dendrieten worden genoemd in een proces dat de batterij kan kortsluiten.
Graphene Technology

Gerolde enkele grafeenplaten zijn 10 keer lichter en 100 keer sterker dan staal. Zo'n opgerolde plaat wordt ook wel grafeen genoemd, en deze afgeleide van grafiet is het sterkste geïdentificeerde materiaal ter wereld en is gebruikt om supersterke, lichtgewicht sportuitrusting te maken. Zijn hoge elektrische geleidbaarheid, lage lichtabsorptie en chemische weerstand maken het een ideaal materiaal voor toekomstige toepassingen, inclusief in medische implantaten zoals kunstmatige harten, flexibele elektronische apparaten en vliegtuigonderdelen.