金刚石和石墨的化学成分都是碳，两者称为“同素异形体”。它们具有相同的“质”，但“形”或“性”却不同，且有天壤之别，金刚石是目前最硬的物质，而石墨却是最软的物质之一。

石墨和金刚石的硬度差别如此之大，可以用人工合成方法来获取金刚石。石墨在5万个标准大气压及摄氏1000至2000度的高温条件下，用金属铁、钴、镍等做催化剂，即可将石墨转变成金刚石。