不同于其它大多数的材料，石墨的抗张，抗折和抗压强度会随着温度的升高而增加，当达到 2700 K ( 约 2427 摄氏度）之后，其强度会下降。在 2700 K 时，石墨的强度值较室温时要高一倍。
在理化性质方面，天然石墨与人造石墨既有共性，也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体，但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说，天然鳞片石墨的传热性能和导电性能好、天然微晶石墨次之，人造石墨低。石墨具有的较好的润滑性和一定的可塑性，天然鳞片石墨的晶体发育较完善，摩擦系数较小，润滑性好，可塑性高，而致密结晶状石墨和隐晶质石墨次之，人造石墨较差。
石墨不会被熔化，但在 3900 K ( 约 3627 摄氏度）时会升华。在空气中，石墨能耐温至 750 K（约 477 摄氏度 ), 高于这个温度石墨会被氧化，故在高温下，石墨应在真空或是有保护性的气氛中使用。