金剛石是天然礦物中的最高硬度。石墨烯是人造的。而石墨烯是已知最硬的。他們兩者的化學鍵相同，但相比金剛石的正四面體結構斥力比平面的石墨烯大。石墨烯可以顯得更強大。

石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，而日常生活中的橡膠，只有幾千兆帕，楊氏模量是衡量強度的指標。

石墨烯是已知強度最高的材料之一，同時還具有很好的韌性，且可以彎曲，石墨烯的理論楊氏模量達1.0TPa，固有的拉伸強度為130GPa。而利用氫等離子改性的還原石墨烯也具有非常好的強度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片組成的石墨紙擁有很多的孔，因而石墨紙顯得很脆，然而，經氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨紙則會異常堅固強韌。

石墨烯比鑽石還強硬，它的強度比世界上最好的鋼鐵還高100倍 要弄清楚：石墨烯是單排原子結構的，是目前最薄的，從這個角度來講硬度的確比較無敵原子狀態下，用金剛石是劃不動石墨烯的 因為現在大量的石墨烯晶體還沒製備，宏觀狀態下就難說了

雖然石墨烯和金剛石的化學元素都是C，但由於化學結構的不一樣，其密度和硬度都不一樣。金剛石的硬度最大，石墨烯的密度大。

金剛石和石墨的硬度不同的原因是：構成它們的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。

金剛石俗稱“金剛鑽”。也就是我們常說的鑽石的原身，它是一種由碳元素組成的礦物，是碳元素的同素異形體。金剛石是目前在地球上發現的眾多天然存在中最堅硬的物質。金剛石的用途非常廣泛，例如：工藝品、工業中的切割工具。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石，也是貴重寶石。

石墨是元素碳的一種同素異形體，每個碳原子的周邊連結著另外三個碳原子（排列方式呈蜂巢式的多個六邊形）以共價鍵結合，構成共價分子。 由於每個碳原子均會放出一個電子，那些電子能夠自由移動，因此石墨屬於導電體。 石墨是其中一種最軟的礦物，它的用途包括製造鉛筆芯和潤滑劑。碳是一種非金屬元素，位於元素週期表的第二周期IVA族。拉丁語為Carbonium，意為“煤，木炭”，漢字“碳”字由木炭的“炭”字加石字旁構成，從“炭”字音。