金剛石與石墨物理性質不同的原因是：碳原子的排列方式不同。

金剛石與石墨是碳的同素異形體,同素異形體彼此間物理性質有差異要從結構上分析,即原子排列方式的不同造就了其物理性質的差異．

金剛石中的碳原子是正四面體結構,硬度很大；石墨中的碳原子是正六邊形結構,並且形成層狀,硬度較小；正是因為金剛石和石墨裡碳原子的排列不同,才導致了金剛石和石墨的物理性質有很大差異。

石墨和金剛石都屬於碳單質，他們的化學性質完全相同，但金剛石和石墨不是同種物質，它們是由相同元素構成的同素異型體。所不同的是物理結構特徵。二者的化學式都是C。石墨原子間構成正六邊形是平面結構，呈片狀。金剛石原子間是立體的正四面體結構。金剛石和石墨的熔點比較：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。同為共價鍵，鍵長越小，鍵能越大，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。(主要就是石墨的原子晶體屬性導致它的熔點變高)。

金剛石和石墨的物理性質不同是因為晶體結構不同。

石墨是層狀結構，碳原子是sp2雜化，形成正六邊形，每個層狀結構就是這個六邊形構成，層與層之間是範德法力，作用比較弱，然後碳原子還有一個電子空餘，形成一個很大的π鍵，因此導電性、導熱性很好。金剛石是共價晶體，碳原子是sp3雜化，形成正四面體結構，很穩定，因為碳原子由八個電子然後都是電子對，共價晶體。導致金剛石和石墨的硬度不同。