由于碳质和石墨质耐火材料全由单一的元素碳组成，故可通过晶体结构来区分它们。通常碳质耐火材料没有边界良好的晶体结构，可认为是无定形的，这依赖于最初所用的原材料和生产过程所能达到的温度。石墨结构是被熟知的，图2显示的是一种平面结构，这种平面结构是一种无限大的二维碳原子排列，上述碳原子位于一个巨大的、类似苯环分子结构的六边形网络中。正如所示的原子间距离为0.142nm那样，平面中的碳-碳结合(共价键结合)作用是相当强的;而平面间距为0.304nm，平面间的结合力(范德华力)微弱。所以石墨具有层状结构，并且由于成型处理时微晶排列导致石墨会出现鳞片剥落或微晶择优取向，也就是平面结构会产生各向异性。
