石墨层间化合物可以分为：金属—石墨及碱土金属—石墨层间化合物、卤族元素—石墨层间化合物、金属卤化物—石墨层间化合物和三元石墨层间化合物等4类。

（1）金属—石墨层间化合物及碱土金属—石墨层间化合物。碱金属中的K、Rb、Cs的饱和组成为MC8化合物，Li的饱和组成是LiC6，但Na的饱和组成是NaC64，碱土金属Ca、Sr、Ba和Li一样生成MC6型化合物。在表示石墨层间化合物的结构时一般使用“阶数”，如图1所示，它表示层间化合物C8K的结构示意图，图2为石墨晶格间吸收钾原子形成多种层间化合物的不同结构示意图。层间化合物有几阶结构取决于插入什么样的化学物质，例如已知K、Rb，CS存在1～15阶的石墨层间化合物，而Ca、Sr、Ba仅生成一阶化合物，而得不到高阶石墨层间化合物。

（2）卤族元素—石墨层间化合物。卤族元素中的Br₂易形成石墨层间化合物，其饱和组成为二阶的C₈Br，迄今尚未发现一阶结构。插入Br₂的石墨层间化合物在与之平衡的Br₂蒸气中稳定存在，但一旦去除溴蒸气则容易分解形成残留化合物。一般而言，将石墨层间化合物在空气中放置分解而得到的物质等总称为残留化合物，从结构上它和原来的石墨几乎没有变化，但其缺陷程度增加，并可能和高阶结构混合存在等等，形式各种各样。

（3）金属卤化物—石墨层间化合物。由氯化铁形成的石墨层间化合物很早即已知晓，其他许多金属氯化物也可生成石墨层间化合物。但是能生成金属溴化物的石墨层间化合物比较少，据报道可形成石墨层间化合物的有Al、Mn、Fe、Co、Ni、Ga、Cd、Au、Hg、Ti、U等的溴化物。以AsF₅和SbF₅为代表的较多氟化物可生成石墨层间化合物。最近由于研究工作的深入，如ZnCl₂、MnCl₂及NaCl等过去认为无反应物生成的卤化物，采用特殊方法也可生成石墨层间化合物。

（4）三元石墨层间化合物。两种以上的化学物质被插入而形成的石墨层间化合物较多，存在着两种碱金属、碱金属与氢（NH₃、苯）等组成的系列，两种氯化物、氯化物与酸等相当多的组合。